чего это делается?
4 Почем радиация?
5 Классы для СБИС
6 Процессор процессору
рознь7 Память и как с ней бороться?
8 Суперскалярность
9 Бренды и мы
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИЯ 6-02.ppt
Содержание
- 1. ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИЯ 6-02.ppt
- 2. Современные микропроцессоры1 Что у нас на орбите?2
- 3. Элементная база ЭВМНемного повторим, что такое современная
- 4. Элементная база ЭВМ
- 5. Элементная база ЭВМ
- 6. Элементная база ЭВМЭлементы ЭВМ - наименьшие функциональные
- 7. Элементная база ЭВМПо способу кодирования двоичных переменных ЛЭ делят на:импульсные;потенциальные;импульсно-потенциальные.
- 8. Элементная база ЭВМВ зависимости от технологических особенностей различают следующие типы микросхем:полупроводниковые;пленочные;гибридные ИС.
- 9. Элементная база ЭВМВ пленочных ИС электрорадиоэлементы выполняются
- 10. Элементная база ЭВМВ зависимости от функционального назначения
- 11. Элементная база ЭВМСуществует две базовые технологии интегральных икросхем: Биполярная Униполярная
- 12. Элементная база ЭВМБиполярная технология: а) ТТЛ;б) ТТЛШ;в) И2Л;г) ЭСЛ.
- 13. Элементная база ЭВМУниполярная технология: а) p-МОП;б) n-МОП;в) КМОП.
- 14. Элементная база ЭВМСравнение различных технологий БИС n-МОП –
- 15. Элементная база ЭВМСравнение различных технологий БИС
- 16. Основные типы СБИС Перспективы микроэлектронного производстваВ современных
- 17. Основные типы СБИС Микропроцессоры и микроконтроллерыУниверсальные микропроцессоры
- 18. Основные типы СБИС Микропроцессоры и микроконтроллерыТенденция развития
- 19. Основные типы СБИС Микропроцессоры и микроконтроллерыГлавной технологической
- 20. Основные типы СБИС Подробнее микропроцессоры и микроконтроллеры будут рассмотрены далее
- 21. Основные типы СБИС Микросхемы памятиУвеличение быстродействия микропроцессоров
- 22. Основные типы СБИС Микросхемы памятиШироко применяется многоуровневая
- 23. Основные типы СБИС Микросхемы памятиПричем, кэш-память первого
- 24. Основные типы СБИС Микросхемы памятиВ настоящее время
- 25. Основные типы СБИС Микросхемы памяти MRAM
- 26. Основные типы СБИС Микросхемы памятиСтатические микросхемы памяти
- 27. Основные типы СБИС Микросхемы памятиДинамическая память использует
- 28. Основные типы СБИС Микросхемы памятиОднако динамическая память,
- 29. Основные типы СБИС Микросхемы памятиТо есть, динамическая
- 30. Основные типы СБИС Основные характеристики систем памятиемкость памяти разрядность быстродействиепотребляемая мощностьэнергозависимость
- 31. Основные типы СБИС Основные характеристики систем памятиинформационная
- 32. Основные типы СБИС Основные характеристики систем памятивремя
- 33. Основные типы СБИС Основные характеристики систем памятипотребляемая
- 34. Основные типы СБИС Основные характеристики систем памяти
- 35. Основные типы СБИС Программируемые логические интегральные микросхемыПЛИС
- 36. Основные типы СБИС Программируемые логические интегральные микросхемыПо
- 37. Основные типы СБИС Программируемые логические интегральные микросхемыВ
- 38. Основные типы СБИС Программируемые логические интегральные микросхемыВ
- 39. Основные типы СБИС Программируемые логические интегральные микросхемыВ
- 40. Основные типы СБИС Микросхема FPGA представляет собой
- 41. Основные типы СБИС При создании систем на
- 42. Основные типы СБИС Существует крайняя точка зрения,
- 43. Основные типы СБИС Отличительной особенностью ПЛИС архитектуры
- 44. Основные типы СБИС Логический блок - один
- 45. Основные типы СБИС Блок ввода/вывода, так же
- 46. Основные типы СБИС Направление развития микроэлектронных компонентов
- 47. Основные типы СБИС Стремление к интеграции совокупности
- 48. Основные типы СБИС В-третьих, снижаются требования к
- 49. Основные типы СБИС Наряду с созданием однокристальных
- 50. Основные типы СБИС Рентгеновский снимок многокристальной СБИС
- 51. Основные типы СБИС Рентгеновский снимок многокристальной СБИС
- 52. Основные типы СБИС
- 53. Основные типы СБИС Внешний вид микросхем с планарными выводами
- 54. Основные типы СБИС Внешний вид СБИС
- 55. Основные типы СБИС Внешний вид СБИС с охлаждением
- 56. Спасибо за внимание
- 57. Скачать презентанцию
Современные микропроцессоры1 Что у нас на орбите?2 Взлет характеристик3 Из чего это делается?4 Почем радиация?5 Классы для СБИС6 Процессор процессору рознь7 Память и как с ней бороться?8 Суперскалярность9 Бренды и мы
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2
Современные микропроцессоры
1 Что у нас на орбите?
2 Взлет характеристик
3 Из
чего это делается?
рознь7 Память и как с ней бороться?
8 Суперскалярность
9 Бренды и мы
Слайд 3
Элементная база ЭВМ
Немного повторим, что такое современная микроэлектронная элементная база
ЭВМ
Элементной базой современных цифровых устройств и систем являются цифровые интегральные
схемы, выполняющие определенную функцию преобразования дискретных (цифровых) сигналов. 
Слайд 6
Элементная база ЭВМ
Элементы ЭВМ - наименьшие функциональные части, на которые
разбивается ЭВМ или ее часть при логическом проектировании и технической
реализации.По функциональному назначению элементы ЭВМ подразделяются на:
логические (ЛЭ);
запоминающие (ЗЭ);
вспомогательные.
Слайд 7
Элементная база ЭВМ
По способу кодирования двоичных переменных ЛЭ делят на:
импульсные;
потенциальные;
импульсно-потенциальные.
Слайд 8
Элементная база ЭВМ
В зависимости от технологических особенностей различают следующие типы
микросхем:
полупроводниковые;
пленочные;
гибридные ИС.
Слайд 9
Элементная база ЭВМ
В пленочных ИС электрорадиоэлементы выполняются нанесением разного рода
пленок на диэлектрическую подложку.
В гибридной ИС пленочная технология для пассивных
компонентов сочетается с дискретными активными компонентами (например, с бескорпусными транзисторами или с бескорпусными полупроводниковыми ИС).В полупроводниковых ИС все электрорадиоэлементы и соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводника. Современная технология позволяет на этих кристаллах создавать устройства с высокой степенью интеграции (сотни тысяч и миллионы электрорадиоэлементов на одном кристалле).
Слайд 10
Элементная база ЭВМ
В зависимости от функционального назначения различают аналоговые и
цифровые ИС.
Аналоговые ИС используются для преобразования и обработки сигналов, меняющихся
по закону непрерывной функции.Цифровые ИС оперируют с сигналами, меняющимися по закону дискретной функции.
Слайд 11
Элементная база ЭВМ
Существует две базовые технологии интегральных икросхем:
Биполярная Униполярная
Слайд 14
Элементная база ЭВМ
Сравнение различных технологий БИС
n-МОП – малая стоимость при
высокой плотности компоновки элементов
КМОП и И2Л – минимальное потребление при
большом быстродействииЭСЛ – максимальное быстродействие
ТТЛШ – высокое быстродействие при хорошей плотности элементов
Слайд 16
Основные типы СБИС
Перспективы микроэлектронного производства
В современных компьютерах главными элементами
являются СБИС – сверхбольшие интегральные схемы с несколькими миллионами транзисторов
в кристалле, выполняющие функции логически завершенных устройств следующих типов:СБИС с аппаратной реализацией алгоритмов обработки данных: микропроцессоры – универсальные и сигнальные, микроконтроллеры;
СБИС памяти: статические и динамические;
Программируемые логические интегральные схемы
Слайд 17
Основные типы СБИС
Микропроцессоры и микроконтроллеры
Универсальные микропроцессоры – это база
ПЭВМ, рабочих станций и массово-параллельных супер-ЭВМ, предназначены в основном для
научно-технических расчетов.Сигнальные процессоры предназначены для обработки в реальном времени цифровых сигналов. Существуют Медийные процессоры, специализированные для обработки аудио- и видео информации.
Микроконтроллеры – это специализированные микропроцессоры для встраивания в системы управления, в том числе в бытовых приборах. Существует много сотен разновидностей специализированных кристаллов.
Слайд 18
Основные типы СБИС
Микропроцессоры и микроконтроллеры
Тенденция развития микропроцессоров – в
повышении плотности транзисторов в кристалле (от 1,5 микрон у первых
микропроцессоров менее 0,2 микрона у современных СБИС). При этом с плотностью компоновки растут стоимость и сроки изготовления кристаллов (завод по производству кристаллов 80386 стоил 200 млн. долл., а современный завод для производства микросхем с плотностью 0,25 микрон стоит уже более 10 млрд. долл., срок изготовления кристалла увеличился с недель до полугода) и снижается процент выхода годных кристаллов – что в целом создает экономические проблемы для повышения плотности элементов в кристалле.
Слайд 19
Основные типы СБИС
Микропроцессоры и микроконтроллеры
Главной технологической проблемой с ростом
плотности размещения элементов становится отвод тепла, который становится преградой для
повышения производительности микропроцессоров.
Слайд 21
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
Увеличение быстродействия микропроцессоров повышает требования к
пропускным способностям остальных подсистем компьютера и, прежде всего, к быстродействию
подсистемы памяти. Разработчики используют более быстродействующую и, соответственно, более дорогую память в наиболее "ответственных" узлах системы.
Слайд 22
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
Широко применяется многоуровневая иерархическая архитектура памяти,
где на верхнем уровне иерархии расположена более быстродействующая кэш-память, в
которую в процессе вычислений помещаются интенсивно используемые фрагменты программного кода и обрабатываемых данных.В реальных системах используется до 2 уровней кэш-памяти.
Слайд 23
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
Причем, кэш-память первого уровня, как правило,
располагается на кристалле микропроцессора и работает с его же тактовой
частотой, а кэш-память второго уровня обычно располагается вне кристалла микропроцессора и строится на базе быстродействующих микросхем памяти.
Слайд 24
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
В настоящее время наиболее распространенными являются
энергозависимые, теряющие запомненную информацию при снятии питания, статические и динамические
микросхемы памяти.Однако, в ближайшей перспективе все виды космической памяти будут заменяться новейшим очень быстрым и радиационно-стойким энергонезависимым устройством хранения информации на базе сврхтонких магнитных пленок.
Слайд 26
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
Статические микросхемы памяти запоминают биты данных
в триггерах, что требует 4-6 транзисторов для хранения бита.
Слайд 27
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
Динамическая память использует для запоминания бита
информации состояния конденсатора "заряжен - не заряжен". Так как при
этом необходим только электронный ключ для управления разрядом и зарядом конденсатора, объем оборудования для хранения бита в четыре раза меньше, чем в статической памяти.
Слайд 28
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
Однако динамическая память, в отличие от
статической, требует регенерации, предотвращающей потерю информации из-за разряда конденсатора током
утечки. Регенерация заключается в считывании состояния заряда конденсатора и восстановлении этого состояния посредством последующей записи. Регенерация требует дополнительного времени в цикле обращения к памяти, что снижает ее пропускную способность
Слайд 29
Основные типы СБИС
Микросхемы памяти
То есть, динамическая память в 4
раза миниатюрнее, и нет проблем поставить на материнскую плату компьютера
несколько Гбайт такой памяти. К тому же она очень дешевая из-за большой серийности производства.Статическая память весьма дорогая – один мегабайт в космическом исполнении обходится примерно в миллион рублей (по старому курсу).
Только вот досада – динамическая память совсем не работоспособна в Космосе (сразу стирается).
Слайд 30
Основные типы СБИС
Основные характеристики систем памяти
емкость памяти
разрядность
быстродействие
потребляемая
мощность
энергозависимость
Слайд 31
Основные типы СБИС
Основные характеристики систем памяти
информационная емкость памяти (емкость
памяти); она определяется максимально возможным количеством битов хранимой информации;
ширина выборки
(разрядность) ;определяется количеством информации (разрядов), записываемой в ЗУ или извлекаемой из него за одно обращение;
Слайд 32
Основные типы СБИС
Основные характеристики систем памяти
время обращения (быстродействие); количественно
характеризуется несколькими временными параметрами; среди которых можно выделить в качестве
обобщающего параметра время цикла обращения к ЗУ, т. е. цикла считывания (записи), отсчитываемое от момента поступления кода адреса до завершения всех процессов (в микросхеме) при считывании (записи) информации;
Слайд 33
Основные типы СБИС
Основные характеристики систем памяти
потребляемая мощность; указывается, исходя
из расчета на один бит, она может быть различной для
режимов хранения и обращения.Важной характеристикой ЗУ является его способность сохранения информации при отключении питания, т. е. является ли оно энергозависимым или же энергонезависимым
Слайд 34
Основные типы СБИС
Основные характеристики систем памяти
По функциональному назначению:
сверхоперативные ЗУ (СОЗУ);
оперативные ЗУ (ОЗУ);
постоянные ЗУ (ПЗУ);
полупостоянные
или перепрограммируемые ЗУ (ППЗУ); программируемые логические матрицы (ПЛМ и ПЛИС),
буферные ЗУ (БЗУ), предназначенные для согласования различных типов ЗУ между собой и с внешними устройствами – FIFO, LIFO;
стековые ЗУ, специально организованная память;
внешние ЗУ (ВЗУ). предназначенные для хранения больших объемов информации
Слайд 35
Основные типы СБИС
Программируемые логические интегральные микросхемы
ПЛИС - это матричные
большие интегральные схемы, позволяющие программно скомпоновать в одном корпусе электронную
схему, эквивалентную схеме, включающей от нескольких десятков до нескольких сотен ИС стандартной логики.
Слайд 36
Основные типы СБИС
Программируемые логические интегральные микросхемы
По сравнению с другими
микроэлектронными технологиями, в том числе базовыми матричными кристаллами (БМК), технология
ПЛИС обеспечивает рекордно короткий проектно-технологический цикл (от нескольких часов до нескольких дней), минимальные затраты на проектирование, максимальную гибкость при необходимости модификации аппаратуры.
Слайд 37
Основные типы СБИС
Программируемые логические интегральные микросхемы
В настоящее время на
мировом рынке можно отметить несколько основных компаний-производителей ПЛИС-
ACTEL, XILINX, ALTERA,
LATTICE, AT&T, INTEL, выпускающих микросхемы с архитектурой
EPLD (EPROM technology bazed complex Programmable Logic Device) - многократно программируемые, и
FPGA (Field Programmable Gate Array) - многократно реконфигурируемые.
Слайд 38
Основные типы СБИС
Программируемые логические интегральные микросхемы
В качестве памяти для
хранения конфигурации в ПЛИС EPLD используется ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием,
а у ПЛИС FPGA - статическое ОЗУ.
Слайд 39
Основные типы СБИС
Программируемые логические интегральные микросхемы
В качестве памяти для
хранения конфигурации в ПЛИС EPLD используется ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием,
а у ПЛИС FPGA - статическое ОЗУ.
Слайд 40
Основные типы СБИС
Микросхема FPGA представляет собой матрицу логических ячеек,
соединенных между собой логическими ключами. Содержащаяся в микросхемах FPGA статическая
память, будучи заполненной определенной битовой последовательностью, воздействует на логические ячейки и соединяющие их ключи, позволяя получить требуемые электрические схемы (регистры, счетчики, логические схемы и т.д., соединенные друг с другом в требуемом порядке). Каждая микросхема FPGA имеет также вход для записи битовой последовательности, заполняющей статическую память, а также элементы "вход/выход" для связи с другими микросхемами.
Слайд 41
Основные типы СБИС
При создании систем на основе ПЛИС все
этапы проектирования выполняются разработчиком на одном рабочем месте с использованием
систем автоматизированного проектирования (САПР). Каждая компания -производитель ПЛИС разрабатывает и выпускает свою САПР, обеспечивающую реализацию всех этапов проектирования для каждого типа программируемой логики.
Слайд 42
Основные типы СБИС
Существует крайняя точка зрения, что со временем
ПЛИС вытеснят серийные микропроцессоры, так как пользователь сможет реализовать требуемую
ему систему программными средствами, учитывая всю специфику своего приложения.Таким образом, на основе одной или нескольких микросхем FPGA можно создать реконфигурируемый процессор, обладающий преимуществами спецпроцессора на "жесткой" логике, но способного путем изменения содержимого статической памяти решать любые задачи, подобно универсальному процессору.
Слайд 43
Основные типы СБИС
Отличительной особенностью ПЛИС архитектуры FPGA семейств XILINX
XC2000, ХСЗООО, ХС3100, ХС4000 является наличие поля логических блоков и
блоков ввода-вывода, связанных между собой посредством коммутационных блоков.Логические блоки, блоки ввода/вывода и коммутационные поля конфигурируются при загрузке в ПЛИС битовой последовательности, полученной в результате разработки схемы.
Слайд 44
Основные типы СБИС
Логический блок - один из базовых элементов
архитектуры ПЛИС FPGA, может выполнять любую логическую функцию в соответствии
с заданной битовой последовательностью. Изменять выполняемую функцию можно неограниченное количество раз путем загрузки другой битовой последовательности.
Слайд 45
Основные типы СБИС
Блок ввода/вывода, так же как и логический
блок, может быть настроен на выполнение любого электрического соединения реализованной
внутри ПЛИС схемы с внешним миром через соответствующий контакт микросхемы..
Слайд 46
Основные типы СБИС
Направление развития микроэлектронных компонентов вычислительных систем
Для создания
высокоэффективных вычислительных систем важно интегрировать на кристалле как можно больше
функций по обработке и хранению данных, а также интерфейс с пользователем и другими вычислительными системами.Например, в кристалле смартфона интегрированы как многоядерный цифровой процессор, так и сигнальный процессор и аналоговые схемы преобразования звука.
То же относится к перспективным СБИС для КА.
Слайд 47
Основные типы СБИС
Стремление к интеграции совокупности функций обусловлено рядом
факторов.
Во-первых, при однокристальной реализации пропускная способность интерфейсов между подсистемами
обработки и хранения данных не ограничивается количеством выводов корпуса кристалла и может достигать требуемого значения. Во-вторых, упрощается системная плата, на которую монтируется кристалл, уменьшается объем монтажных работ, повышаются показатели надежности и производительности вычислительной системы и уменьшается ее стоимость.
.
Слайд 48
Основные типы СБИС
В-третьих, снижаются требования к количеству выводов корпуса
кристалла, так как минимизируется интерфейс с другими компонентами вычислительной системы,
например с устройствами отображения информации. И, наконец,В четвертых, реализуются возможности миллионов транзисторов, которые могут быть размещены на кристалле. Эти транзисторы можно использовать как для построения специализированной системы, состоящей из совокупности проблемно-ориентированных блоков, так и для создания параллельных систем из нескольких процессоров.
Слайд 49
Основные типы СБИС
Наряду с созданием однокристальных систем существует проблема
организации быстрых интерфейсов между микросхемами в многокристальных системах, например между
микросхемами процессора и памяти.В Pentium Pro, например, эта проблема решается путем размещения в одном корпусе двух кристаллов: собственно микропроцессора и кэш-памяти второго уровня. Другое возможное решение этой проблемы заключается в создании многокристальных микросборок, в которых бескорпусные СБИС монтируются на кремниевой подложке с нанесенными, возможно несколькими, слоями межкристальных соединений.
