當(dāng)前位置:首頁 > 技術(shù)學(xué)院 > 基礎(chǔ)知識科普站
[導(dǎo)讀]數(shù)字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)字集成電路中包含的門電路或元、器件數(shù)量,可將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路和特大規(guī)模集成(ULSI)電路。

數(shù)字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)字集成電路中包含的門電路或元、器件數(shù)量,可將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路和特大規(guī)模集成(ULSI)電路。

數(shù)字集成電路是基于數(shù)字邏輯(布爾代數(shù))設(shè)計和運行的,用于處理數(shù)字信號的集成電路。根據(jù)集成電路的定義,也可以將數(shù)字集成電路定義為:將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)字集成電路中包含的門電路或元、器件數(shù)量,可將數(shù)字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路、特大規(guī)模集成(ULSI)電路和巨大規(guī)模集成電路(GSI,Giga Scale Integration)。小規(guī)模集成電路包含的門電路在10個以內(nèi),或元器件數(shù)不超過10個;中規(guī)模集成電路包含的門電路在10~100個之間,或元器件數(shù)在100~1000個之間;大規(guī)模集成電路包含的門電路在100個以上,或元器件數(shù)在1,000~10, 000個之間;超大規(guī)模集成電路包含的門電路在1萬個以上,或元器件數(shù)在100,000~1,000,000之間;特大規(guī)模集成電路的門電路在10萬個以上,或元器件數(shù)在1,000,000~10,000,000之間。隨著微電子工藝的進步,集成電路的規(guī)模越來越大,簡單地以集成元件數(shù)目來劃分類型已經(jīng)沒有多大的意義了,目前暫時以“巨大規(guī)模集成電路”來統(tǒng)稱集成規(guī)模超過1億個元器件的集成電路。

數(shù)字集成電路的型號組成一般由前綴、編號、后綴三大部分組成,前綴代表制造廠商,編號包括產(chǎn)品系列號、器件系列號,后綴一般表示溫度等級、封裝形式等。如表0—1所示為TTL 74系列數(shù)字集成電路型號的組成及符號的意義。

可將數(shù)字邏輯電路分成組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。在組合邏輯電路中,任意時刻的輸出僅取決于當(dāng)時的輸入,而與電路以前的工作狀態(tài)無關(guān)。最常用的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、多路分配器、數(shù)值比較器、全加器、奇偶校驗器等。在時序邏輯電路中,任意時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入,還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。因此,時序邏輯電路必須有記憶功能,必含有存儲單元電路。最常用的時序邏輯電路有寄存器、移位寄存器、計數(shù)器等。具體的組合邏輯電路和時序邏輯電路不勝枚舉。由于它們的應(yīng)用十分廣泛,所以都有標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的集成電路產(chǎn)品,通常把這些產(chǎn)品叫做通用集成電路。與此相對應(yīng)地把那些為專門用途而設(shè)計制作的集成電路叫做專用集成電路(ASIC)。

數(shù)字電路的組成:組合邏輯+寄存器(觸發(fā)器)。組合邏輯就是由基本門組成的函數(shù),其輸出只會跟當(dāng)前的輸入有關(guān),在上面的例子中,第一個圖就是組合邏輯,只完成邏輯運算;而時序電路除了包含基本門之外,還包含存儲元件用例保存過去的信息,時序電路的穩(wěn)態(tài)輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入,還與過去的輸入所形成狀態(tài)有關(guān)。第二個圖就是時序電路,在完成邏輯運算的同時,還可以把處理結(jié)果暫存起來,用以下一次的運算。

從功能上來看,數(shù)字集成電路內(nèi)部可以分為數(shù)據(jù)通路(Data-path,也稱為數(shù)據(jù)路徑)和控制邏輯兩大部分。這兩大部分都是由大量的時序邏輯電路集成的,而且絕大部分都是同步的時序電路,因為時序電路被多個觸發(fā)器或寄存器分成若干節(jié)點,而這些觸發(fā)器在時鐘的控制下會按同樣的節(jié)拍來工作,可以簡化設(shè)計。在長期的設(shè)計過程中,已經(jīng)積累了很多標(biāo)準(zhǔn)的通用單元,比如選擇器(也叫多路器,可以從多個輸入數(shù)據(jù)中選一個輸出)、比較器(用于比較兩個數(shù)的大小)、加法器、乘法器、移位寄存器等等,這些單元電路形狀規(guī)則,便于集成(這也是數(shù)字電路在集成電路中得到更好的發(fā)展的原因)。這些單元按設(shè)計要求連接在一起,形成數(shù)據(jù)通路,待處理的數(shù)據(jù)從輸入端經(jīng)過這條通路到輸出端,便得到處理后的結(jié)果。同時,還需要由專門設(shè)計的控制邏輯,控制數(shù)據(jù)通路的各組成部件,按各自的功能要求和特定的時序關(guān)系和來配合工作。

數(shù)字集成電路產(chǎn)品的種類很多,若按電路結(jié)構(gòu)來分,可分成TTL和MOS 兩大系列。TTL 數(shù)字集成電路是利用電子和空穴兩種載流子導(dǎo)電的,所以又叫做雙極性電路。MOS 數(shù)字集成電路是只用一種載流子導(dǎo)電的電路,其中用電子導(dǎo)電的稱為NMOS 電路;用空穴導(dǎo)電的稱為PMOS 電路:如果是用NMOS 及PMOS 復(fù)合起來組成的電路,則稱為CMOS 電路。CMOS 數(shù)字集成電路與TTL 數(shù)字集成電路相比,有許多優(yōu)點,如工作電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗低,抗干擾能力強,輸入阻抗高,成本低,等等。因而, CMOS 數(shù)字集成電路得到了廣泛的應(yīng)用。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉