1.5. Технология изготовления кристаллов
В настоящее время практически все МК и МП выпускаются по КМОП технологии – комплементарная логика на транзисторах (Метал-Окисел-Полупроводник) с дополняющим типом проводимости: р- и n-канальные. В ИС выпускаемой по этой технологии совместно используются р-канальные (P-МОП) и n-канальные (N-МОП) транзисторы. На рис. 7 дана схема КМОП инвертора (логического элемента НЕ).
Когда на вход схемы поступает низкий потенциал, P-МОП транзистор открыт, a N-МОП – закрыт. При этом на выходе установится высокий потенциал (логическая 1), равный напряжению питания Vcc. Если на вход подан высокий потенциал, то P-МОП транзистор будет закрыт, a N-МОП – открыт, обеспечивая на выходе низкий потенциал «земли» (логический 0).
Рис. 7. Схема КМОП инвертора
Когда элемент находится в одном из этих состояний, через транзисторы протекает очень маленький ток (ток утечки). С увеличением частоты переключения элемента возрастает средняя величина протекающего тока, и потребляемая элементом мощность также увеличивается. Чтобы сократить энергопотребление, целесообразно эксплуатировать P-МОП ИС при минимально возможной частоте переключения.
Важной характеристикой логических элементов является порог переключения. Для P-МОП элементов значение порога переключения обычно составляет от 1,4 В до половины напряжение питания (Vcc/2).
P-МОП элементы, могут работать с большим типом логических элементов, которые реализуют положительную логику. Следует обратить внимание на возможность использования элементов с пониженным напряжением питания, которые имеют более низкие уровни логической 1. В этом случае необходимо, чтобы уровень логической 1 (высокий уровень потенциала) всегда был выше порога переключения.
1.6. Общие положения об обозначении импортных цифровых микросхем
В общих чертах маркировка цифровых ИС состоит из набора букв и цифр и имеет в своей основе один шаблон, принятый в европейских и американских фирмах.
1.6.1. Система обозначений микросхем производства Atmel
Разберем ИС производства Atmel, которые являются типичным примером маркировки. Наименование можно условно разделить на девять частей, в которых зашифрованы основные данные о ИС.
AT |
8 |
9 |
С |
20 |
51 |
- |
24 |
P |
U |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
Первый элемент состоит из двух или трех букв, которые обозначают фирму производитель данного компонента, AT – Atmel.
Второй элемент состоит из цифры и обозначает специфическую разновидность (группу) ИС:
2 – Постоянная память;
4 – Память динамическая;
6 – Оперативная статическая память;
7 – Логика;
8 – Микропроцессоры и микроконтроллеры.
Третий элемент – цифра, которая обозначает группу или тип памяти:
0 – Микропроцессоры;
1 – Интегрированная периферия/память - если в поле 2 указана цифра 8, или синхронная память - если в поле 2 указана цифра 6;
2 – Периферия - если в поле 2 указана цифра 8 или статическое ОЗУ - если в поле 2 указана цифра 6;
4 – Последовательная память;
7 – Электрически программируемая память (с ультрафиолетовым стиранием или однократно программируемая);
8 – Электрически перепрограммируемая память;
9 – Память Flash.
Четвертый элемент – одна или две буквы, которые обозначают технологию производства ИС:
- – N-МОП – технология;
С – низкопотребляющая КМОП технология;
HС –, высокоскоростная КМОП технология;
F – Flash, больше относится к технологии памяти;
LV – Low Voltage, ИС с питанием от 3,3 В.
Пятый элемент состоит из цифр и обозначает конкретный тип ИС в своей группе. Для памяти указывается объем в килобитах, но также можно оценить разрядность для ИС памяти, если цифра 080 то это 8 Мбит с организацией, скорее всего 1Мбит на восемь разрядов, если цифра 008 то это тоже 8Мбит, но с организацией 512 Кбит на 16 разрядов.
Шестой элемент состоит из буквы или цифры, который обозначает особенности компонента. Это поле является не обязательным и может отсутствовать. Данное поле указывает на отличительные особенности конкретной модели компонента: такие как потребление, быстродействие и т.д.
Седьмой элемент обозначается двумя или тремя цифрами и указывает быстродействие. Для МП и МК указывается в мегагерцах, для памяти и PLD в наносекундах.
Восьмой элемент состоит из букв и определяет тип корпуса:
A – низкопрофильный пластиковый с четырехсторонним расположением выводов, TQFP;
B – керамический с двухсторонним расположением выводов, CDIP;
D – керамический с двухсторонним расположением выводов, CDIP;
DW – керамический с окном с двухсторонним расположением выводов, CDIP;
F – маленький керамический с двухсторонним расположением выводов;
J – пластиковый с четырехсторонним расположением выводов, PLCC;
L – керамический с четырехсторонним расположением выводов, CLCC;
P – пластиковый с двухсторонним расположением выводов, PDIP;
Q – пластиковый с четырехсторонним расположением выводов, PQFP;
R – маленький пластиковый с двухсторонним расположением выводов, SOIC;
S – маленький пластиковый с двухсторонним расположением выводов, SOIC;
U – керамический с массивом вертикальных выводов, PGA.
Девятый элемент состоит из одной буквы указывающий на рабочий диапазон данной ИС:
- или C – Коммерческий диапазон температур (0 ... +70 С);
I (U) – Индустриальный диапазон температур (-40 ... +85 С);
A – Автомобильный диапазон температур (-40 ... +125 С);
M – Военный диапазон температур (-55 ... +125 С).
Маркировка ИС AT89C2051-24PU имеет следующие параметры:
AT – ИС производства Atmel;
8 – микропроцессоры и микроконтроллеры;
9 –память изготовлена по Flash технологии;
С – низкопотребляющая КМОП технология;
20 – 2 К Байта программируемой Flash памяти;
51 – урезанный вариант архитектура семейства MCS-51;
24 – тактовая частота 24 Мгц;
P – пластиковый с двухсторонним расположением выводов, PDIP;
U – индустриальный диапазон температур (-40 ... +85 С).