Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/Y19890203Elc054.shtml

Быстродействующие логические ИС и БИС компании Texas Instruments

Через несколько месяцев после демонстрации 30 лет назад своей первой работоспособной ИС фирма Texas Instruments объявила о начале промышленного производства серийной логической ИС RS-триггера. С тех пор TI традиционно сохраняет за собой репутацию ведущего разработчика новых логических ИС, в числе которых стандартное для отрасли семейство SN54/74 ТТЛ-схем, а также новые семейства усовершенствованных логических схем. Эти ИС позволяют существенно повысить качественные показатели и производительность электронных систем в целом.

Например, для систем, где требуется применение покупных стандартных компонентов в сочетании с возможностью определенной специализации, серийно поставляются программируемые логические ИС (ПЛИС), в том числе популярные 10-нс ИС серии PAL. Чтобы по-прежнему стабильно идти «в ногу» с современными быстродействующими микропроцессорами, компания планирует в дальнейшем сделать быстродействие своих ПЛИС менее 10 нс.

Усовершенствованные логические КМОП ИС (семейство ACL) позволяют создавать высокопроизводительные системы с малым потреблением мощности, а новое семейство шинных БиКМОП-интерфейсов — сочетать высокие выходные нагрузочные токи с очень малой статической мощностью потребления по сравнению с чисто биполярными ИС.

Для систем с относительно невысокой функциональной плотностью упаковки и жесткими сроками создания опытных образцов компания TI предлагает новую серию 1-мкм вентильных КМОП-матриц. Если же требуются более высокий уровень интеграции и функциональная гибкость при проектировании, то следует использовать 1-мкм КМОП-схемы на стандартных элементах.

Для военных заказчиков компания TI предлагает большой выбор логических ИС повышенной надежности.

ИС семейства ACL

Семейство имеет обширную номенклатуру и содержит вентили, триггеры, регистры-защелки, обычные регистры, формирователи и приемопередатчики. ИС поставляются в двухрядных и малогабаритных корпусах. Семейство ACL, изготавливаемое по технологии EPIC, имеет значительно более низкий уровень помех.

По быстродействию ИС сравнимы с усовершенствованными биполярными ИС семейства 54/74F; их выходные втекающие и вытекающие токи величиной 24 мА дают возможность управлять 25-Ом линиями передачи; а малая мощность потребления — это отличительная особенность EPIC-технологии компании TI. Все перечисленное существенно уменьшает колебательные помехи по земляным шинам. Свой вклад в снижение помех вносят корпуса новой конструкции и новые схемные решения, обеспечивающие управление фронтами выходных сигналов. Такое управление «смягчает» переходные процессы переключения состояний, сокращая уровень помех по сравнению с биполярными ИС в среднем на 10%.

С точки зрения проектирования систем оригинальная «сквозная архитектура» ИС облегчает проектирование печатных плат и поиск неисправностей. Все входы ИС расположены вокруг контактов питания на одной стороне корпуса, все выходы — на другой его стороне, а управляющие контакты удобно расположены на корпусах.

С системной точки зрения эти ИС обеспечивают разработку систем с минимальными затратами по сравнению со схемами серии ACL с обычными выходными контактами, так как в последнем случае дополнительные компоненты, требуемые для снижения помех, могут увеличивать площадь плат до 32%.

В состав семейств AC и ACT входят 146 функций, которые в настоящее время реализованы и в составе семейства ACL. Среди них такие сложные ИС, как усовершенствованные приемопередатчики, линейные усилители, регистры-защелки, регистры с обратной связью, мультиплексоры и счетчики.

Семейство ACL разработано совместно с компаниями Philips/Signetics, которые также осуществляют его выпуск, полностью соответствует промышленному стандарту No.20 JEDEC на усовершенствованные логические КМОП ИС.

Сверхбыстродействующие ПЛИС

ПЛИС представляют собой функциональную альтернативу стандартным логическим ИС и ИС на вентильных матрицах и стандартных элементах. Компания TI поставляет свои изделия сразу же по поступлении заказа, что значительно сокращает срок получения по сравнению с приобретением заказных или полузаказных ИС. Компания выпускает следующие приборы:

— TIBPAL16XX-10PAL. Это схемы с задержкой 10 нс, которые поставляются массовыми партиями. Задержка от тактового входа до выхода равна 8 нс, а тактовая частота обращения в режиме с регистровым выходом 62,5 МГц. Высокое быстродействие достигнуто благодаря использованию разработанной фирмой технологии IMPACT-X. ИС предназначены для совместной работы с такими высокопроизводительными микропроцессорами, как H8030 фирмы Motorola, 80386 компании Intel и RISC-процессоры. 10-нс время задержки обеспечивает повышенный уровень интеграции цепей, для которых особенно важно быстродействие.

— TIEPAL10H16P8-6 IMPACT. Это схема на ЭСЛ-элементах, изготовленная по технологии IMPACT, имеет еще болет высокое быстродействие: максимальная задержка равна 6 нс. Она позволяет интегрировать в своем составе несколько ЭСЛ ИС, существенно повышая уровень интеграции и быстродействие систем.

— TIBPAD16N8-7. Новый 7-нс программируемый адресный дешифратор предназначен для повышения быстродействия интерфейсных систем для устройств памяти. Он выполняет дешифрирование адреса намного быстрее, чем обычные ПМЛ-схемы, позволяя в полной мере использовать высокую производительность новых процессоров.

— TIB825S105B. 50-МГц программируемые конечные автоматы (16*48*8) и 167В (14*48*6) отлично подходят для высокопроизводительных вычислительных устройств, интерфейсов памяти, аппаратуры связи и графических систем. Их можно использовать для реализации таких заказных последовательных логических устройств, как периферийные контроллеры ВВ и контроллеры бланкирования видеосигналов.

— TIBPAL22VP10-20 ПМЛ-схема с задержкой 20 нс превосходит по быстродействию конкурирующую модель А на 20% и обладает значительно большей гибкостью.

— TICPAL16XX. Серия 20-выводных ПМЛ-схем, изготавливаемых по КМОП-технологии, позволяет эффективно решить проблемы потребления мощности. ИС работают при практически нулевой статической потребляемой мощности и представляют собой надежные и высокопроизводительные заменители стандартных ТТЛ и CMOS ИС. Схемы допускают многократное стирание и репрограммирование.

БиКМОП ИС шинных интерфейсов

ИС нового семейства представляют собой простые и эффективные средства снижения системной потребляемой мощности без ущерба для производительности. Схемы изготавливаются на базе комбинации и технологии IMPACT и КМОП-технологии, что позволяет получить скорости переключения биполярных ИС и выходные управляющие токи 48 или 64 мА, достаточные для коммутации больших емкостных нагрузок и линий на объединительных панелях. В частности, по нагрузочной способности ИС семейства полностью соответствуют требованиям для таких стандартных для отрасли шин, как Multibus и VMEbus.

Кроме того, в БиКМОП-схемах фирмы TI токи питания в ждущем режиме на 95%, а в активном — на 50—80% меньше, чем у эквивалентных биполярных ИС, что позволяет снизить общий уровень системной мощности потребления более чем на 25%.

В состав семейства входят более 60 различных видов функциональных ИС, в том числе 8-, 9- и 10-разрядные регистры-защелки, буферы, формирователи и приемопередатчики. Это позволяет разработчику систем легко выбрать наиболее подходящие компоненты для своих целей.

Семейство 1-мкм специализированных ИС

Для повышения уровня интеграции систем компания TI предлагает новое семейство 1-мкм специализированных КМОП ИС — вентильные матрицы серии TGC100 и схемы на стандартных элементах серии TSC500. Каждая из серий дает свое сочетание гибкости и уровня интеграции. В результате достигается значительное сокращение числа компонентов, что позволяет уменьшить размеры плат и снизить стоимость систем при одновременном повышении надежности и быстродействия.

Для схем обеих серий компания поставляет специальные наборы, уменьшающие стоимость, риск и время проектирования путем предоставления удобных и простых средств и условий для проектирования заказных схем.

На новых вентильных матрицах серии TGC100 можно строить крупные блоки схем связующей логики при коротких сроках проектирования и изготовления опытных образцов ИС. В настоящее время сложность матриц превышает 8К используемых вентилей и 142 контактные площадки; в конце 1988г. эти предельные характеристики должны быть увеличены до вели-чини, превышающей 16К вентилей и 216 площадок. Типовой срок изготовления опытной партии кристаллов — 2—3 нед после положительных результатов моделирования топологии спроектированного кристалла.

Набор средств проектирования матричных ИС серии TGC100 позволяет совершенно независимо выполнять и контролировать процесс проектирования ИС.

Кристаллы серии TGC100 выпускаются как в стандартных корпусах с двухрядным расположением 28 выводов, так и в 84-контактных пластмассовых носителях кристаллов с выводами: по специальным заказам применяются корпуса с числом выводов до 144.

Для приложений, требующих максимальной проектной гибкости и повышенного уровня интеграции, компанией TI разработана библиотека стандартных элементов третьего поколения (серия TSC500).

Сложные системные блоки можно строить на основе непрерывно наращиваемого ядра базовых функций-аналогов малых и средних ИС, а также сканирующих регистровых элементов для тестируемости и таких крупных функциональных блоков серии Mega Module, как регистровые файлы. Предусмотрены также такие элементы, как ЗУ обратного магазинного типа, разрядно-модульные процессорные элементы, ЗУПВ и ПЗУ. В состав библиотеки входят выходные элементы с нагрузочными токами до 64 мА.

Для сборки кристаллов предусмотрены обычные двухрядные корпуса типа DIP, пластмассовые носители кристаллов для монтажа на поверхность и пластмассовые планарные корпуса с расположением выводов с четырех сторон. Разводка соответствует станартам JEDEC или EIAJ. Предусмотрен также монтаж кристаллов в пластмассовые многоконтактные корпуса с матрицей выводов.

Для ИС серий TGC100 и TSC500 типовые задержки двухвходовых вентилей И-НЕ с коэффициентом разветвления по выходу три составляют 480 пс; частоты переключения триггерных схем достигают 208 МГц. В ИС обеих серий предусмотрены выходные и двунаправленные буферы с регулированием скорости нарастания напряжений. Обе серии ИС изготавливаются по высококачественной EPIC-технологии.

Компоненты военного назначения

Для военных заказчиков компания TI выпускает большое семейство ПМЛ-схем с задержками в полном военном диапазоне температур всего 15 нс. Запланирован выпуск 20-выводных схем с 12-нс задержками, а также военных вариантов программируемых конечных автоматов TIB825S105B и TIB825S167B.

Компания выпускает для военных применений аналоги своих ИС семейств ACL и 54F. В скором времени будет освоен выпуск и семейства интерфейсных БиКМОП ИС. Для военных заказчиков доступен также ряд 1-мкм моделей матричных ИС серии TGC100, а также схемы, разрабатываемые на базе 2-мкм библиотеки стандартных элементов.

Логические ИС компании TI включены в число более 800 функциональных ИС, аттестованных на соответствие военному стандарту MIL-STD-883C (класс B). В этом списке компании TI принадлежит более 200 позиций, выпускаемых по чертежам военного стандарта DESC, а 285 ИС она поставляет по классу B стандарта JM38510 (перечень QPL 75).

Вспомогательные средства проектирования

Чтобы разработчик имел возможность самостоятельно создавать логические блоки своих систем, компания TI предлагает широкую гамму средств проектирования.

Для ПЛИС. Справочник объемом 472 стр., содержащий описание схем и технические характеристики 78 типов приборов. В него включены четыре описания практического применения ИС. Поставляется также справочник по типовым испытаниям, и планируется выпуск набора средств для проектирования схем на базе ИС конечных автоматов.

Для ИС семейства ACL и шинных БиКМОП-интерфейсов. Справочник по семейству ACL объемом 348 стр., содержащий подробные технические характеристики и рекомендации по применению этих приборов. Справочник разработчика аппаратуры на ИС семейства ACL объемом 299 стр., в котором рассматриваются технические проблемы разработки аппаратуры и основные методы их решения. Справочник по типовым испытаниям объемом 358 стр., содержащий данные по надежности и параметрам схем, фотографии кристаллов и описания опасных эксплуатационных факторов. Возможность оценки ИС потребителем дает специальная плата для оценочных испытаний систем и аналогичные платы третьих фирм.

По всем шинным БиКМОП-интерфейсам поставляются справочные листки.

Для специализированных ИС. В проектный набор для матричных ИС серии TGC100 входят все средства, необходимые для успешной разработки матричного кристалла. Макробиблиотека для инженерных АРМ компаний Daisy или Mentor содержит графические обозначения и модели для функционального и логического моделирования каждого макроэлемента; библиотека специализированных программных средств обеспечивает удобное и быстрое выполнение всего процесса проектирования; справочник по проектированию содержит практические рекомендации по реализации ИС на базе матриц серии TGC100; в двухтомном справочнике по техническим характеристикам подробно описаны параметры всех макроэлементов библиотеки; для пользователя программ предусмотрено руководство по их применению. Аналогичный набор в настоящее время разрабатывается для специализированных ИС серии TSC500 [No.16, pp.33—40].

Хронология развития технологии ИС за 30 лет (1958—1988) (вклад компании TI)

— Первый промышленный кремниевый транзистор (1954)

— Первый промышленныйтранзисторный радиоприемник (1954)

— Первая интегральная схема (1958)

— Первый компьютер на интегральных схемах (1961)

— Первый портативный калькулятор (1967)

— Первый однокристальный микропроцессор (1970)

— Первый однокристальный микрокомпьютер (970)

— Первый однокристальный синтезатор речи (1978)

— Первый высокоразвитый однокристальный цифровой процессор сигналов(1982)

— Первое видеоЗУПВ (1984)

— Первый полностью интегрированный запоминающий элемент в глубокой канавке (1985)

— Первая GaAs ИС на кремниевой подложке (1986)

— Первый однокристальный микропроцессор для систем искусственного интеллекта (1987)

Texas Instruments Inc., P.O.Box 809066,
 Dallas, Texas 75380-9066

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 61, No.20 (799), 1988г - пер. с англ. М.: Мир, 1988, стр.120

Electronics Vol.61 No.16 October, 1988 VNU Business Publication Inc.

Раздел: РЕКЛАМНЫЕ СООБЩЕНИЯ

Тема:     Интегральные схемы





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


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/Y19890203Elc054.shtml