55.Типы помех в интегральных схемах.

Классификация помех в устройствах ЭВМ.

Борьба с помехами приобретае все большую актуальность по многим причинам,вот

некоторые из них:

-рост доли задержек сигналов в линиях связи по сравнению с задержками

собственно логических элементов,обусловливаемых конечностью скорости

распространения сигналов в линиях связи и переходными поцессами в них,

- возрастающая зависимость быстродействия ЭВМ,правильности ее

функционирования от оптимальности выбора конструктивного исполнения линий

связи и принятия соответствующих схемотехнических мер,

-возрастание взаимного влияния между элементами и линиями связи из-за

увеличения плотности размещения элементов компонентов.

1.Линии связи.Линии связи(ЛС) заметно влияют на процессы передачи

информации.Влияние ЛС определяется ее типом.В зависимости от соотношения

длительности фронта передаваемого сигнала и времени распространения его по ЛС

последние подразделяют в случае анализа помех на электрически короткие и

электрически длинные линии.Линия связи считается электрически короткой линией,если ,где и -время спада и нарастания передаваемого сигнала

соответственно;l-длина линии связи;vp-скорость распространения сигнала в линии связи.

На практике принимают

,

где e-диэлектрическая постоянная среды;

С0=300000 км/с.

Линия связи считается электрически длинной линией,если

.

Уточним понятие помехи для вычислительного устройства:это внешнее или

внутреннее воздействие,приводящее к искажению дискретной информации во время

ее хранения,преобразования,обработки и передачи.

2. По характеру воздействия на дискретную информацию помехи в

устройствах ЭВМ,выполняемых на ИС,проявляются как задержки передачи

импульсов,искажения фронтов импульсов,искажения уровней передаваемых

потенциалов,уменьшение амплитуд передаваемых импульсов,постоянные смещения

уровней напряжения питания.

3.По источнику создания помех их целесообразно разделять на помехи

внешние,как правили,наводки,создаваемые внешними по отношению к

рассматриваемому устройству аппаратами, устройствами,условиями эксплуатации,и

помехи внутренние, обусловливаемые конкретным выполнением линий связи в

рассматриваемом устройстве.

4.По месту проявления помехи могут быть подразделены на помехи в

сигнальных линиях связи и в цепях питания.Видом проявления внутренних помех в

электрически коротких ЛС являются задержки сигналов из-за емкостного или

индуктивного характера линии связи,емкостные и индуктивные взаимные наводки

между сигнальными проводниками,а внутренних помех в электрически длинных

ЛС-задержки передачи сигналов, искажения формы передаваемых сигналов из-за

отражений, взаимные наводки между линиями связи,затухания сигналов.

56.Принцип построения кольцевого генератора.

Кольцевые генераторы наиболее широко используют для измерения средней задержки ЛЭ в составе БИС. Эти ЛЭ имеют очень малые емкости нагрузки по сравнению с входной емкостью измерительного прибора, например осциллографа, поэтому непосредственно измерить среднюю задержку одного ЛЭ невозможно. Для уменьшения влияния входной емкости измерительного прибора к выходу кольцевого генератора подключают усилитель с малой входной емкостью, изготавливаемый на том же кристалле. При единичной нагрузке каждого инвертора задержка, измеренная в кольцевом генераторе, минимальна и служит для оценки предельного быстродействия ЛЭ.

Изобретение относится к полупроводниковому интегральному кольцевому генератору.

Во многих интегральных схемах техники дальней связи необходимы генераторы, работающие в диапазоне частот от нескольких сотен мегагерц до нескольких гигагерц. Такие схемы могут изготавливаться с помощью современных биполярных кремниевых или также МОП-полупроводниковых технологий в виде кольцевых генераторов без внешних элементов на одном кристалле интегральной схемы. При этом частота колебаний, однако, сильно зависит от рабочей температуры кристалла интегральной схемы и от рассеяний параметров полупроводника. Применение генераторов с небольшой собственной точностью поэтому требует, например, таких сложных вспомогательных схем восстановления тактовой последовательности, как опорные контуры фазовой подстройки или соответственно внешних компонентов, как кварцевые кристаллы, которые делают всю схему более сложной и удорожают конструкцию. Далее необходимым является большой диапазон перестройки генератора, чтобы иметь возможность отрегулирования начальных отклонений частоты, что приводит к повышенному фазовому шуму и при очень высоких частотах (выше 5 ГГц) является также сложно реализуемым.

Также и при применении термокомпрессионных контактных проводов в качестве определяющих частоту элементов генератора вследствие технологических допусков при термокомпрессии нельзя ожидать собственной точности, которая была бы достаточной для схемы восстановления тактовой последовательности без опорного контура фазовой подстройки или соответственно внешней компенсации/

Изобретение показывает по сравнению с этим другой путь к менее сложному схемному решению генератора высокой точности.

Изобретение относится к полупроводниковому интегральному кольцевому генератору с возбудителем линии (драйвером) и двойной линией обратной связи; этот генератор отличается согласно изобретению тем, что двойная линия с как можно большим временем прохождения и возбудитель линии с как можно малым временем задержки объединены на одном и том же кристалле интегральной схемы, причем в дальнейшем развитии изобретения время прохождения двойной линии является больше, чем (и как можно большой по отношению) время задержки возбудителя линии. Чем меньше время задержки возбудителя линии и чем больше по сравнению с ним время прохождения двойной линии, тем большей является независимость частоты генератора от обусловленных параметрами и температурой изменений времени задержки возбудителя линии. Изобретение имеет то преимущество, что при применении в схемах восстановления тактовой последовательности в случае обычных, выполненных только из инверторов (в качестве определяющих частоту элементов) кольцевых генераторов затраты, необходимые на предварительную настройку, например, с помощью опорного контура фазовой подстройки, становятся излишними.

Здесь следует заметить, что является известным, что генератор может быть выполнен в качестве инвертирующего усилителя с накопителем времени прохождения в обратной связи, время задержки которого должно быть по меньшей мере таким большим, чтобы реакция инверторного выхода на входной фронт через обратную связь наступала только после окончания входного фронта, причем частота колебаний при несоблюдении времени переключения инвертора соответствует обратному значению двойного времени задержки накопителя времени прохождения и уменьшается в соответствии с долей за счет всех временных процессов инвертора. Какого-либо указания на объединение двойной линии обратной связи с как можно большим временем прохождения и возбудителя линии с как можно малым временем задержки на одном и том же кристалле интегральной схемы при этом не дано.