Duonpretaj cirkvitoj
Fine de la sepdekaj jaroj komencis disvastiĝi la diversaj duonpretaj cirkvitoj por kiel eble pli rapida kaj pli multflanka kontentigo de la bezonoj. Hodiaŭ jam tutmonde 71 firmaoj okupiĝas pri la produktado de duonkonduktaj cirkvitoj, kaj 57 el ili produktas surbaze de CMOS-teknologio. Pro tio ankaŭ tiu ĉi artikolo priskribas tiun principon de produktado.
La aplikantoj de integritaj cirkvitoj - kaze de malgrandaj, kelkcent- aŭ kelkmil-ekzempleraj serioj - uzas duonpretajn integritajn cirkvitojn. Oni anticipe plenumas signifan parton de la produktado, la elformadon de la bazaj cirkvit-elementoj (logikaj pordoj, transistoroj, rezistiloj). Por realigi la necesan funkcion la aplikanto devas fari nur unu aŭ du konduktajn tavolojn, kunligantajn la unuopajn elementojn. La maskon por krei la konduktan tavolon projektas la aplikanto mem. La reguloj de la projektado estas simplaj, ili praktike tute ne postulas apartajn konojn pri la duonkondukta fiziko kaj pri la produktad-teknologio.
Kiel realigi?
La projektado mem povas okazi permane aŭ perkomputile. Ni detale priskribas la permanan projektadon; nome, ĝiajn etapojn plenumas ankaŭ la perkomputila metodo kun siaj avantaĝoj.
Unue oni difinas la deziratan funkcion, kutime per blok-diagramo. Poste oni laŭ grade detaligas tion ĝis la nivelo de rekte realigeblaj detaloj, eble ĝis la unuopaj transistoroj. Dum la logika projektado oni devas kalkuli, ke ne estas ebloj por postaj korektoj. Granda parto de la kostoj necesas por prepari la produktadon, kaj oni produktas samtempe kelkcent cirkvitojn. Pro tio oni devas kontroli la ĝustecon de la logika plano aŭ per reala modelo, konstruita el tradiciaj transistoroj kaj rezistiloj, aŭ helpe de perkomputila simulado.
Dum la elformado de la cirkvita kondukta reto oni devas atenti tri specifaĵojn:
Laŭ praktikaj spertoj la cirkvitoj ĝis kelkcent elementoj estas bone projekteblaj permane. Oni proponas strukture projekti: disdividi la cirkviton al grupoj laŭ funkcioj, tiel la parto-retoj estas bone trarigardeblaj kaj optimumigeblaj. El la ofte uzataj elementoj oni povas krei "bibliotekon". La kunmeto de plena cirkvito - konsistanta el blokoj estas jam pli facila: oni devas zorgi nur pri la dismetado de la blokoj.
La realigo de la projektado de la cirkvito mem, tio estas la projektado de la vojo de konduktilo, estas simila al tiu de la presitaj cirkvitoj. Ĝia esenco estas, ke sur nigra-blanka filmo, enhavanta la kelkcentoble pligrandigitan bildon de la duonpreta cirkvito, oni surgluas per rubando kun dumilimetra larĝo la vojon de la konduktilo tiel, kiel videblas sur fig. 2. Ĝi bone ilustras, ke tiu ĉi duonpreta cirkvito enhavas 7x8=56 normigitajn unuojn. Sur la filmo jam estas pretaj ne nur la normigitaj unuoj, sed ankaŭ la gravaj partoj de la enigaj/eligaj unuoj.
Fig. 2.: Duonpreta cirkvito kun surgluitaj konduktiloj, kun 7x8 bazaj unuoj |
Fig. 3.: Baza unuo de duonpreta cirkvito |
La plena konduktil-plano de la cirkvito konsistas el kelkmil liniet-partoj. Oni devas paŝo post paŝo konvinkiĝi, ĉu ĉio estas realigita, kaj ĉu konforme al la surpapera projekto. Oni kutime plurfoje faras la kontrolon, ĝis kiam oni malkovras ĉiujn erarojn. Finfine tiu ĉi parto de la projektado estas la plej problema. Kvankam ĝi ne bezonas apartajn fortostreĉojn, ĝi estas temporaba kaj ankoraŭ praktike ne-aŭtomatigita.
La tiamaniere jam pretan "tragluantan" filmon oni fotas, malpligrandigas ĝin en fotolaboratorio, kaj la tiel ricevitan bildon de "majstro-masko" oni multobligas per paŝanta kamerao. Tio signifas, ke jam pretas la masko, enhavanta la bildon de la laŭcela cirkvito de la aplikanto. Ĝin sekvas la korodado de la supra tavolo - konsistanta el metalo - de la duonpreta cirkvito.
Permane projekti cirkviton, konsistantan el kelkmil elementoj, preskaŭ ne eblas sen eraroj. Tiam oni nepre aplikas perkomputilan projektadon de la cirkvitoj. Ĉi-rilate dum la lastaj kvin jaroj okazis grandaj ŝanĝoj.
Konekse kun la amasa disvastiĝo de malmultekostaj, grandkomputivaj mikrokomputiloj aperis tuta aro da interaktivaj programaroj por projekti integritajn cirkvitojn. Ili kapablas projekti reale funkciantajn cirkvitojn surbaze de la enigitaj karakterizoj de la duonpreta cirkvito kaj la postuloj de la aplikanto. Tio funkcias kutime kun konsiderinde malalta efikeco. Oni povas poste en interaktiva reĝimo ŝanĝi ajnan parton de la cirkvit-projekto, aŭ sekve de modifo de la postuloj, aŭ por plibonigi la funkciadon.
Kiam apliki?
La respondo ŝajnas simpla: kiam la apliko de specifa integrita cirkvito donas por la produktanto ekonomian avantaĝon. Sed tiu avantaĝo povas aperi kaj sur la nivelo de la detaloj kaj sur tiu de la tuta aparato.
Kiam oni kalkulas la ekonomiecon sur la nivelo de la detaloj, oni komparas cirkviton, realigitan el tradiciaj elementoj, kun la integrita cirkvito. Nome, oni kalkulas, kiom kostus la bezonata cirkvito, realigita el diskretaj elementoj. Se la prezo de la integrita cirkvito - inkluzive la kostojn de la evoluigo estas malpli, tiam oni elektas la realigon per integrita cirkvito.
Nivele de la aparato, aplikanta integritan cirkviton, temas pri kvalitaj avantaĝoj, kiuj jam estas malfacile mezureblaj per mono. El tiuj avantaĝoj ni mencias koncize kelkajn:
Vitalij SMIRNOV
------
Fonto: Revuo Fokuso, n-ro 1987/1, p. 21.
STEB: http://www.eventoj.hu
Al la starta pago de STEB | Reen al la antaŭa paĝo! |