Общая характеристика интегральных схем (ИС)

Схемотехнические основы цифровой техники

История развития цифровой вычислительной техники

Привязка поколений вычислительных машин к временным периодам весьма условна. В основном она опирается на время массового выпуска наиболее характерных для данного поколения серий машин. Нужно иметь в виду, что новые свойства всегда зарождаются в предыдущем поколении, где на отдельных экземплярах ЭВМ проходят «обкатку».

Таблица1.1 Поколения ЭВМ

Поколение ЭВМ	Аппаратное обеспечение (Hardware)	Программное обеспечение (Software)
I 1945-1955	Электронная лампа - элементная основа построения процессора и памяти	Машинный язык программирования; обработка массивов числовой информации
II 1955-1965	Полупроводники резко повышают надежность; оперативная память на магнитных сердечниках; модульность - гибкая комплектация компьютера	Мультипрограммирование; использование языков программирования (Assembler, ALGOL и др.); операционные системы (ОС) управляют вычислительным процессом; режимы работы ЭВМ: многопользовательский и реального времени (РВ)
III 1965-1975	Интегральные схемы (ИС)	Сложная система управления вычислительными процессами (кризис)
IV 1975-1985	Большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС), (СБИС); появление ПК	Расцвет баз данных (БД); дружественный интерфейс; диалог пользователя с ЭВМ
V 1985-1995	Многопроцессорные ЭВМ (Main Frame);	Переход от обработки данных к обработке знаний
VI 1995-…	Оптическая элементная база; Использование биокристаллов –«транзисторов» на одной молекуле	Диалог с машиной на естественном языке; искусственный интеллект

Типичные задачи, решавшиеся на ЭВМ на определенных этапах их существования, можно характеризовать следующим образом:

· на I-IV этапах - обработка данных, директивное программирование

· на V-VI этапах – обработка знаний, логическое программирование.

Интегральная схема (integrated circuit) – законченная электрическая схема, которая создается на маленьком кристалле кремния. Микросхема создается при помощи фотопечати, травления и напыления.

ИС различаются технологией изготовления: МОП (metal oxide semiconductor - структура «металл-оксид-полупроводник») или биполярная, а также такими параметрами, как напряжение питания, уровни сигналов, типом корпуса (размеры, вид и число выводов), функциональным назначением, техническими параметрами (емкость, мощность, быстродействие и др.).

Основной характеристикой ИС является степень интеграции – количество управляемых вентилей на один корпус (кристалл). Управляемым вентилем является схема на базе одного или нескольких транзисторов в интегральном исполнении, выполняющая функцию логического «И».

По степени интеграции ИС делятся на:

§ МИС (малой степени интеграции) содержат один или несколько функциональных элементов (логическая функция, триггер)

§ СИС (схемы средней степени интеграции) реализуют целый функциональный узел на нескольких десятках вентилей (регистр, счетчик, дешифратор)

§ БИС (большие интегральные схемы) имеет степень интеграции 100-10000 вентилей/корпус и содержит один или несколько функциональных блоков (блоки памяти).

§ СБИС (сверхбольшие интегральные микросхемы)- функциональные устройства, такие как, устройство управления (УУ), микропроцессор. Степень интеграции 10 тыс.-1 млн. вентилей/корпус.

§ УБИС (ультрабольшие интегральные схемы) содержат несколько десятков или сотен миллионов вентилей в одном кристалле.

Дата добавления: 2014-01-11