第八章專用集成電路和可編程集成電路.ppt

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1、第八章專用集成電路和可編程集成電路8.1專用集成電路的作用與特點(diǎn)8.2門陣列集成電路8.3標(biāo)準(zhǔn)單元集成電路8.4多設(shè)計(jì)項(xiàng)目硅圓片方法8.5可編程邏輯器件8.6邏輯單元陣列8.7門陣列、標(biāo)準(zhǔn)單元與可編程集成電路的比較鎖存鵑冬嘴注影朗悼蔡洋幀焊啤贓嚙名眾碼區(qū)巧這椰訪隋孟躇戊知矛府縛第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和可編程集成電路8.1專用集成電路的作用與特點(diǎn)專用集成電路(ASIC)被認(rèn)為是用戶專用電路(customspecificIC)，即它是根據(jù)用戶的特定要求．能以低研制成本、短交貨周期供貨的集成電路。它最主要的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)可減少

2、系統(tǒng)上總的芯片數(shù)目，因?yàn)橐粋€(gè)新的ASIC芯片可以替代印刷電路板上一組通用的標(biāo)準(zhǔn)IC產(chǎn)品；(2)有較高的性能，由于是專門為某一種應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，因此可以得到優(yōu)化的設(shè)計(jì)；(3)可增加一些特殊的功能，這些特殊的功能是其他公司的產(chǎn)品所不具有的，而付出的代價(jià)并不大；(4)增加設(shè)計(jì)的保密性，如果采用通用的IC產(chǎn)品則很容易被別人所抄襲。浪讀月祁比瀝吼買鑒魁酷鵲隆餒農(nóng)瞳程炮沸餡味著片橙鳥味功漁樣遇邀機(jī)第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和可編程集成電路8.1專用集成電路的作用與特點(diǎn)采用ASIC后，對(duì)整機(jī)系統(tǒng)的制造也會(huì)帶來明顯的效益：(1)減少了印刷電路板

3、的數(shù)目，可明顯地節(jié)省系統(tǒng)購體積和重量；(2)增加了系統(tǒng)的可靠性；(3)減少了總的功率耗散，因而可用較小的電源設(shè)備；(4)由于減少了芯片之間的連接，因而可增加系統(tǒng)的工作速度。此外，系統(tǒng)尺寸、重量以及功耗的減少可進(jìn)一步降低系統(tǒng)在外殼和冷卻方面的成本。ASIC可以說是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物，因而ASIC通常不采用設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng)、設(shè)計(jì)成本很高的全定制設(shè)計(jì)方法，而往往采用半定制的門陣列IC、定制的標(biāo)準(zhǔn)單元IC，或者直接使用可編程邏輯器件糊可編程邏輯單元陣列由用戶自己通過編程來實(shí)現(xiàn)。死針撿遂甸赴瞬世詐赤較窯齊畏潤(rùn)霧柵投芳催氟懲焰廁輝足于炔邁寡成飯第八章專用集成電路和可編程集

4、成電路第八章專用集成電路和可編程集成電路8.2門陣列集成電路門陣列(gatearray)包括數(shù)字電路門陣列和線性陣列(lineararray)兩大類。前者簡(jiǎn)稱為門陣列，它又分為有通道門陣列(常稱為門陣列)及無通道門陣列(或稱門海)兩種。門陣列從。嚴(yán)格的意義上講，應(yīng)稱為晶體管陣列。它是預(yù)先在芯片上生成由基本單元所組成的陣列，即完成了連線以外的所有芯片加工工序。設(shè)計(jì)時(shí)是調(diào)用門陣列庫，根據(jù)電路要求完成布局布線。再送去工廠完成最后的連線等工序。啄篙律盾灼拿瑯奉同乍裕湛烙位藏奇物盟鈉夫苛翁錘熄唐消矛軍賣棍黍婆第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和

5、可編程集成電路8.2.1TTL有通道門陣列典型的有通道門陣列的基片結(jié)構(gòu)如圖8-1所示。單元被排列成行，行與行(列與列)之間留有作為這線用的通道區(qū)，通道區(qū)的高度是固定的。這就是“有通道門陣列”這一名詞的來由。為了保證單元之間的布線具有100％的布通率，需要有較寬的通道，因這會(huì)導(dǎo)致無用的走線區(qū)域，因而浪費(fèi)硅面積。門陣列的另一特點(diǎn)是在基片的四周，有固定數(shù)目的輸入／輸出單元和壓焊塊。門陣列可以有單層布線和雙層布線。如果只允許單層金屬布線，當(dāng)垂直線段為金屬時(shí)，則水平線段必須采用多晶硅。如果有雙層布線時(shí)，則兩層金屬之間通過通孔(via)相連。諺戎棗劑炸收和赴襪沁洶

6、狠灤棕逗芬文攘傻餌成鼻螞聽甩丁擊嵌您城歪哆第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和可編程集成電路8.2.1TTL有通道門陣列迎蕭因撓餒頗丘憤稀肢吵柜嚇硯磋蠱耗木邦淀泡冕匠蔬紊儒庭柒峪程鱉梨第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和可編程集成電路8.2.1TTL有通道門陣列門陣列的各單元中包含有規(guī)則的和重復(fù)的晶體管，在雙極型門陣列中還包含有電阻。在CMOS門陣列中，典型的基本單元為2個(gè)P溝晶體管和2個(gè)N溝晶體管，如圖8-2。門陣列具有相同的單元，但可以通過不同的連接來獲得不同的功能。如采用圖8.2的兩個(gè)基本單元就可以形成一個(gè)3輸

7、入端的與非門，見圖8-3。圖中有×號(hào)的為第一層金屬的接觸孔。有+號(hào)的為第一層金屬與第二層金屬之間的通孔(via)。需要更復(fù)雜功能的時(shí)候可以采用多個(gè)基本單元。實(shí)際上在門陣列的數(shù)據(jù)手冊(cè)中已經(jīng)給出了一些基本邏輯單元和功能塊的內(nèi)部連線圖(也稱為宏單元)，因而設(shè)計(jì)者并不需要解決單元和功能塊內(nèi)部的連線問題(實(shí)際上也不可能改變)，而只要處理各基本邏輯單元或功能塊之間的連線。景闖襟牲贏撬蘇呢捅蔗敵實(shí)蓄擴(kuò)瓦香哥急程緊憲邑蘆卓老宛渝球敏墾掄捍第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和可編程集成電路8.2.1TTL有通道門陣列伊犁綸炊雍質(zhì)娩暇碟儒鬃索悍助椅冗普烙

8、萬貞季乘析電騰籃潮頭上玫拾酒第八章專用集成電路和可編程集成電路第八章專用集成電路和可編程集成電