Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/A19840806Elc001.shtml

Быстродействующие ПЛМ для вычислительных машин

Дж. Роберт Лайнбек
Редакция ElectronicsWeek

Программируемые потребителем логические ИС с временами задержки всего 15 нс вскоре смогут существенно потеснить быстродействующие стандартные ТТЛ ИС в весьма чувствительных к быстродействию трактах обработки данных.

Не следует создавать у себя большие запасы быстродействующих биполярных логических ИС, поскольку похоже, что их в скором времени заменят программируемые потребителем логические матрицы (ПЛМ), которые уже сегодня имеют максимальные задержки сигналов всего 15 нс. При таком высоком быстродействии новые ПЛМ должны находить все более широкое применение в чувствительных к быстродействию трактах данных быстродействующих компьютеров, вытесняя оттуда малые и средние биполярные логические ИС.

Первой на сцену вышла со своими 15-нс ПЛМ компания Texas Instruments Inc. (Даллас), которая только год назад появилась на рынке логических схем, программируемых потребителем. В то время она стала вторым поставщиком схем программируемой матричной логики фирмы Monolithic Memories Inc. (Саннивейл, шт.Калифорния). А в начале июля 1984г. компания TI без большого шума начала отгружать оптовикам самую, по ее словам, быстродействующую в отрасли 20-контактную ПЛМ. Во второй половине июля 1984г. компания официально объявила о наличии в продаже этой ИС, TIBPAL16L8-15, которая в партиях по 25 тыс. шт. стоит 5,18 долл.

Компания TI строит свои планы на базе новой версии своей наиболее высокоразвитой 2-мкм биполярной технологии с окисной изоляцией (см. «Непосредственное пошаговое репродуцирование в новой биполярной технологии Impact компании TI»). А планы эти предусматривают быстрое превращение компании из новичка в ведущего поставщика на рынке программируемой логики, объем которого, по расчетам большинства специалистов, в 1984г. достигнет 200 млн. долл. Темпы роста указанного рынка, как предполагают, должны в расчете на год превысить 30%, так что многие считают, что к 1990г. его размер вполне может достичь 1 млрд. долл.

Весной 1984г. компания National Semiconductor Corp. (Санта-Клара, шт.Калифорния) отложила выпуск своих 15-нс ПЛМ, а теперь сообщила, что начнет их поставки в течение августа. Эта компания разработала свою собственную биполярную технологию с окисной изоляцией, взяв за основу технологию ЭСЛ ЗУ и модернизировав ее путем повышения пробивного напряжения. Благодаря этой технологии, а также модернизации схемных решений каждый ее новый ПЛМ-кристалл может, по словам Джозефа Витаятила, управляющего стратегическим маркетингом, заменить до 10 современных Шотки/ТТЛ-компонентов. Некоторые заказчики компании уже получили опытные образцы этих 20-контактных ИС.

Другие фирмы тоже весьма интенсивно занимаются разработками и подготовкой производства биполярных ИС повышенного быстродействия. Фирма Advanced Micro Devices Inc. (Саннивейл, шт.Калифорния) намерена в I квартале 1985 г. снизить задержки своих лучших схем данного класса с 20 до 15 нс. Фирма AMD в настоящее время выпускает по своей технологии IMOX (ионная имплантация плюс окисная изоляция) 20-нс схемы программируемой матричной логики. Используя миниатюризированный вариант IMOX-S1{Электроника, 1984, №13, «Методы, схемы, аппаратура»} технологии IMOX, она планирует выпускать приборы с 15-нс быстродействием. Фирма Signetics Corp. (Саннивейл, шт.Калифорния) тоже применяет метод окисной изоляции для повышения быстродействия своих программируемых плавкими перемычками логических ИС и программируемых ПЗУ. В июле эта фирма начнет продажу опытных партий своих ППЗУ 82HS195 емкостью 4К*4 бит и 82S321 емкостью 4К*8 бит; у обоих приборов время выборки для наихудшего случая составляет всего 30 нс.

Рост потребности в более быстродействующих логических схемах для сопряжения быстродействующих микропроцессоров с запоминающими устройствами создает, по словам Джона Биркнера из фирмы MMI, новый потенциальный сектор рынка. Биркнер вместе с Х.Т.Хуа в 1976г. изобрел схемы программируемой матричной логики. В конце 1970-х годов 20-контактные ПМЛ-схемы стоили около 50 долл., однако цены достаточно быстро упали до 10 долл. и меньше. Это произошло по мере роста объема производства схем и количества их поставщиков.

«В течение последних нескольких лет быстродействия порядка 25 не было вполне достаточно для работы с 8-МГц микропроцессорами, однако для процессоров с тактовыми частотами 10 или даже 16 МГц нам потребуются схемы с 15-нс задержками»,— говорит Биркнер. Фирма ММ1, взявшая для своих изделий фирменную марку PAL, разрабатывает сейчас собственную биполярную технологию с окисной изоляцией, чтобы выпускать приборы с максимальными задержками не более 15 нс.

В своих новых К/МОП ПМЛ-схемах с ультрафиолетовым стиранием (на структурах с плавающими затворами) и стандартных К/МОП ПМЛ-схемах (с плавкими перемычками) фирма MMI стремится получить 25-нс быстродействие. Технология стираемых ПМЛ-схем разрабатывается фирмой MMI совместно с организованной недавно фирмой Cypress Semiconductor Corp. (Сан-Хосе, шт.Калифорния). Сейчас ведутся оценочные испытания работоспособных образцов обычных и стираемых К/МОП ПМЛ-схем, а выпуск первых моделей этих приборов ожидается в начале 1985г.

«По существу, мы используем технологию приборов памяти в логических схемах, т.е, движемся по следам развития технологии ЗУ, — говорит Биркнер. — Существование технологии ППЗУ позволило нам разработать ПМЛ-схемы? взяв за основу тот же технологический процесс, но используя для логических схем программирование соединений. Аналогично, взяв за основу существующую технологию СППЗУ и сумев развить ее для программирования соединений, мы сможем создать стираемые ПМЛ-схемы. Точно так же можно будет от электрически стираемых ППЗУ перейти к электрически стираемым ПЛМ-схемам». Биркнер говорит, что изготовители программируемых логических схем, как и изготовители ЗУПВ, могут планировать рост плотности упаковки и уровня интеграции своих изделий. Когда динамические ЗУПВ, по его словам, достигнут информационной емкости 1 Мбит, ПМЛ-схемы будут содержать такое количество элементов, которое позволит их потребителям реализовать на базе одного кристалла 16-разрядный микропроцессор.

Помимо первых ПЛМ с 15-нс быстродействием компания TI в августе выпустит в продажу 24-контактные ПЛМ, программируемые в условиях эксплуатации (TIF-PLA839 и 840) с максимальными задержками 20 не. Эти приборы стоят 4,89 долл. за штуку в партиях по 25 тыс. шт..

«Это самые быстродействующие приборы данного класса на рынке — все аналогичные приборы имеют быстродействие 30 не», — говорит Боб Грюбель, управляющий по программируемым логическим схемам в отделе маломощных Шотки/ТТЛ-схем компании TI. В августе 1984г. компания TI должна анонсировать ППЗУ емкостью 2К*8 бит с временами выборки менее 30 нс.

По словам Грюбеля, программируемые логические схемы не только соответствуют по своим параметрам скоростям обработки данных новых микропроцессоров, но и сокращают продолжительность циклов разработки новых изделий компаниями — изготовителями систем. Программирование логических схем пережигаемыми перемычками занимает у заказчиков буквально минуты, когда как на получение опытных образцов полузаказных логических схем на базе вентильных матриц или стандартных элементов тратятся целые месяцы.

При 25-нс быстродействии программируемые логические схемы можно было использовать совместно со стандартными маломощными Шотки/ /ТТЛ-компонентами или взамен их. Эти Шотки/ /ТТЛ-схемы применяются в настоящее время в основном в логических устройствах управления и ввода-вывода — на их долю приходится, по словам Грюбеля, около 70% объема типовой системы. Остальные 30% относятся к тракту обработки данных, в котором 25-нс быстродействия недостаточно для широкого применения программируемых схем. Но теперь, с появлением 15-нс приборов, этот барьер должен быть пройден [No.15, pp.21,22].

Дочерние статьи:

Непосредственное пошаговое репродуцирование в новой биполярной технологии Impact компании TI

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.15 (696), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.3

ElectronicsWeek Vol.57 No.15 July 23, 1984 A McGraw-Hill Publication

ElectronicsWeek Vol.57 No.17 August 06, 1984 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Логические матрицы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/A19840806Elc001.shtml