# data[].attributes.attachment_link.title
История Вычислительной Техники

# data[].attributes.attachment_link.description
В данном видео, выполненном в формате слайд-шоу, рассказывается об эволюции вычислительных средств от узелков, бирок и счётов, до арифмометров, первых электронных вычислительных машин и современных компьютеров. Рассказывается не только о вычислительных машинах, но и об их изобретателях. Видео может быть интересно не только начинающим знакомиться с вычислительной техникой, но и инженерам, работающим в области ИТ не один десяток лет.

# data[].attributes.headline
(с 1990 до настоящего времени)

# data[].attributes.subject
(с 1990 до настоящего времени)

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
Словари и энциклопедии на Академике

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Интегра́льная (engl. Integrated circuit, IC, microcircuit, microchip, silicon chip, or chip), ( микро) схе́ма ( ИС, ИМС, м/сх), чип, микрочи́п ( англ. chip - щепка, обломок, фишка) - микроэлектронное устройство - электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус. Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) - ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение "чип компоненты" означает "компоненты для поверхностного монтажа" в отличие от компонентов для традиционной пайки в отверстия на плате. Поэтому правильнее говорить "чип микросхема", имея в виду микросхему для поверхностного монтажа. В настоящий момент ( 2009 год) большая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.

История

Изобретение микросхем началось с изучения свойств тонких оксидных плёнок, проявляющихся в эффекте плохой электро-проводимости при небольших электрических напряжениях. Проблема заключалась в том, что в месте соприкосновения двух металлов не происходило электрического контакта или он имел полярные свойства. Глубокие изучения этого феномена привели к открытию диодов а позже транзисторов и интегральных микросхем.

В 1958 году двое учёных, живущих в совершенно разных местах, изобрели практически идентичную модель интегральной схемы. Один из них, Джек Килби, работал на Texas Instruments, другой, Роберт Нойс, был одним из основателей небольшой компании по производству полупроводников Fairchild Semiconductor. Обоих объединил вопрос: "Как в минимум места вместить максимум компонентов?". Транзисторы, резисторы, конденсаторы и другие детали в то время размещались на платах отдельно, и учёные решили попробовать их объединить на одном монолитном кристалле из полупроводникового материала. Только Килби воспользовался германием, а Нойс предпочёл кремний. В 1959 году они отдельно друг от друга получили патенты на свои изобретения - началось противостояние двух компаний, которое закончилось мирным договором и созданием совместной лицензии на производство чипов. После того как в 1961 году Fairchild Semiconductor Corporation пустила интегральные схемы в свободную продажу, их сразу стали использовать в производстве калькуляторов и компьютеров вместо отдельных транзисторов, что позволило значительно уменьшить размер и увеличить производительность.

Первая советская полупроводниковая микросхема была создана в 1961 г. в Таганрогском радиотехническом институте, в лаборатории Л. Н. Колесова.

Первая в СССР полупроводниковая интегральная микросхема была разработана (создана) на основе планарной технологии, разработанной в начале 1960 года в НИИ-35 (затем переименован в НИИ "Пульсар") коллективом, который в дальнейшем был переведён в НИИМЭ ( Микрон). Создание первой отечественной кремниевой интегральной схемы было сконцентрировано на разработке и производстве с военной приёмкой серии интегральных кремниевых схем ТС-100 (37 элементов - эквивалент схемотехнической сложности триггера, аналога американских ИС серии SN-51 фирмы Texas Instruments). Образцы-прототипы и производственные образцы кремниевых интегральных схем для воспроизводства были получены из США. Работы проводились НИИ-35 (директор Трутко) и Фрязинским заводом (директор Колмогоров) по оборонному заказу для использования в автономном высотомере системы наведения баллистической ракеты. Разработка включала шесть типовых интегральных кремниевых планарных схем серии ТС-100 и с организацией опытного производства заняла в НИИ-35 три года (с 1962 по 1965 год). Ещё два года ушло на освоение заводского производства с военной приёмкой во Фрязино (1967 год).[1]

Уровни проектирования

В настоящее время большая часть интегральных схем разрабатывается при помощи САПР, которые позволяют автоматизировать и значительно ускорить процесс получения топологических фотошаблонов.

Классификация

Степень интеграции

В СССР были предложены следующие названия микросхем в зависимости от степени интеграции (указано количество элементов для цифровых схем):

Малая интегральная схема (МИС) - до 100 элементов в кристалле.

Средняя интегральная схема (СИС) - до 1000 элементов в кристалле.

Большая интегральная схема (БИС) - до 10000 элементов в кристалле.

Сверхбольшая интегральная схема (СБИС) - до 1 миллиона элементов в кристалле.

Ультрабольшая интегральная схема (УБИС) - до 1 миллиарда элементов в кристалле.

Гигабольшая интегральная схема (ГБИС) - более 1 миллиарда элементов в кристалле.

В настоящее время название ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Pentium 4 содержат пока несколько сотен миллионов транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.

Технология изготовления

Полупроводниковая микросхема - все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия, арсенида галлия).

Плёночная микросхема - все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок:

толстоплёночная интегральная схема;

тонкоплёночная интегральная схема.

Гибридная микросхема - кроме полупроводникового кристала содержит несколько бескорпусных диодов, транзисторов и(или) других электронных компонентов, помещённых в один корпус.

Вид обрабатываемого сигнала

Аналоговые

Цифровые

Аналого-цифровые

Аналоговые микросхемы - входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания.

Цифровые микросхемы - входные и выходные сигналы могут иметь два значения: логический ноль или логическая единица, каждому из которых соответствует определённый диапазон напряжения. Например, для микросхем ТТЛ-логики при питании +5 В диапазон напряжения 0...0,4 В соответствует логическому нулю, а диапазон 2,4...5 В соответствует логической единице. Для микросхем ЭСЛ-логики при питании −5,2 В: логическая единица - это −0,8...−1,03 В, а логический ноль - это −1,6...−1,75 В.

Аналого-цифровые микросхемы совмещают в себе формы цифровой и аналоговой обработки сигналов. По мере развития технологий получают всё большее распространение.

Технологии изготовления

Типы логики

Основным элементом аналоговых микросхем являются транзисторы (биполярные или полевые). Разница в технологии изготовления транзисторов существенно влияет на характеристики микросхем. Поэтому нередко в описании микросхемы указывают технологию изготовления, чтобы подчеркнуть тем самым общую характеристику свойств и возможностей микросхемы. В современных технологиях объединяют технологии биполярных и полевых транзисторов, чтобы добиться улучшения характеристик микросхем.

Микросхемы на униполярных (полевых) транзисторах - самые экономичные (по потреблению тока):

МОП-логика (металл-окисел-полупроводник логика) - микросхемы формируются из полевых транзисторов n-МОП или p-МОП типа;

КМОП-логика (комплементарная МОП-логика) - каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП).

Микросхемы на биполярных транзисторах:

РТЛ - резисторно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);

ДТЛ - диодно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);

ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика - микросхемы сделаны из биполярных транзисторов с многоэмиттерными транзисторами на входе;

ТТЛШ - транзисторно-транзисторная логика с диодами Шотки - усовершенствованная ТТЛ, в которой используются биполярные транзисторы с эффектом Шотки.

ЭСЛ - эмиттерно-связанная логика - на биполярных транзисторах, режим работы которых подобран так, чтобы они не входили в режим насыщения, - что существенно повышает быстродействие.

ИИЛ - интегрально-инжекционная логика.

КМОП и ТТЛ (ТТЛШ) технологии являются наиболее распротранёнными логиками микросхем. Где небходимо экономить потребление тока, применяют КМОП-технологию, где важнее скорость и не требуется экономия потребляемой мощности применяют ТТЛ-технологию. Слабым местом КМОП-микросхем является уязвимость от статического электричества - достаточно коснуться рукой вывода микросхемы и её целостность уже не гарантируется. С развитием технологий ТТЛ и КМОП микросхемы по параметрам сближаются и, как следствие, например, серия микросхем 1564 - сделана по технологии КМОП, а функциональность и размещение в корпусе как у ТТЛ технологии.

Микросхемы, изготовленные по ЭСЛ-технологии, являются самыми быстрыми, но наиболее энергопотребляющими и применялись при производстве вычислительной техники в тех случаях, когда важнейшим параметром была скорость вычисления. В СССР самые производительные ЭВМ типа ЕС106х изготавливались на ЭСЛ-микросхемах. Сейчас эта технология используется редко.

Технологический процесс

При изготовлении микросхем используется фотопроцесс, при этом схему формируют на подложке, обычно из диоксида кремния, полученной термическим оксидированием кремния. Ввиду малости размера элементов микросхем, от использования видимого света и даже ближнего ультрафиолета при засветке давно отказались. В качестве характеристики технологического процесса производства микросхем указывают ширину полосы фотоповторителя и, как следствие, размеры транзисторов (и других элементов) на кристалле. Этот параметр, однако, находится во взаимозависимости c рядом других производственных возможностей: чистотой получаемого кремния, характеристиками инжекторов, методами вытравливания и напыления.

В 70-х годах ширина полосы составляла 2-8 мкм, в 80-х была улучшена до 0,5-2 мкм. Некоторые экспериментальные образцы рентгеновского диапазона обеспечивали 0,18 мкм.

В 90-х годах из-за нового витка "войны платформ" экспериментальные методы стали внедряться в производство и быстро совершенствоваться. В начале 90-х процессоры (например ранние Pentium Pro) изготавливали по технологии 0,5-0,6 мкм. Потом их уровень поднялся до 0,25-0,35 мкм. Следующие процессоры ( Pentium 2, K6-2+,
В конце 90-х фирма Texas Instruments создала новую ультрафиолетовую технологию с шириной полосы около 0,08 мкм. Но достичь её в массовом производстве не удавалось вплоть до недавнего времени. Она постепенно продвигалась к нынешнему уровню, совершенствуя второстепенные детали. По обычной технологии удалось обеспечить уровень производства вплоть до 0,09 мкм.

Новые процессоры (сперва это был Core 2 Duo) делают по новой УФ-технологии 0,045 мкм. Есть и другие микросхемы давно достигшие и превысившие данный уровень (в частности видеопроцессоры и flash-память фирмы Samsung - 0,040 мкм). Тем не менее дальнейшее развитие технологии вызывает всё больше трудностей. Обещания фирмы 2006 году так и не сбылись.

Сейчас альянс ведущих разработчиков и производителей микросхем работает над тех. процессом 0,032 мкм.

Контроль качества

Для контроля качества интегральных микросхем широко применяют так называемые тестовые структуры.

Назначение

Интегральная микросхема может обладать законченным, сколь угодно сложным, функционалом - вплоть до целого микрокомпьютера (однокристальный микрокомпьютер).

Аналоговые схемы

Операционные усилители

Генераторы сигналов

Фильтры (в том числе на пьезоэффекте)

Аналоговые умножители

Аналоговые аттенюаторы и регулируемые усилители

Стабилизаторы источников питания

Микросхемы управления импульсных блоков питания

Преобразователи сигналов

Схемы синхронизации

Различные датчики (температуры и др.)

Цифровые схемы

Цифровые интегральные микросхемы имеют ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми:

Уменьшенное энергопотребление связано с применением в цифровой электронике импульсных электрических сигналов. При получении и преобразовании таких сигналов активные элементы электронных устройств (транзисторов) работают в "ключевом" режиме, то есть транзистор либо "открыт" - что соответствует сигналу высокого уровня (1), либо "закрыт" - (0), в первом случае на транзисторе нет падения напряжения, во втором - через него не идёт ток. В обоих случаях энергопотребление близко к 0, в отличие от аналоговых устройств, в которых большую часть времени транзисторы находятся в промежуточном (резистивном) состоянии.

Высокая помехоустойчивость цифровых устройств связана с большим отличием сигналов высокого (например 2,5 - 5 В) и низкого (0 - 0,5 В) уровня. Ошибка возможна при таких помехах, когда высокий уровень воспринимается как низкий и наоборот, что мало вероятно. Кроме того, в цифровых устройствах возможно применение специальных кодов, позволяющих исправлять ошибки.

Большое отличие сигналов высокого и низкого уровня и достаточно широкий интервал их допустимых изменений делает цифровую технику нечувствительной к неизбежному в интегральной технологии разбросу параметров элементов, избавляет от необходимости подбора и настройки цифровых устройств.

Аналогово-цифровые схемы

ЦАП и АЦП

ЦВС

Трансиверы (например, преобразователь интерфейса RS422)

Модуляторы и демодуляторы

Преобразователи напряжения питания и другие устройства на переключаемых конденсаторах

Цифровые аттенюаторы

Схемы ФАПЧ с последовательным интерфейсом

Коммутаторы

Генераторы и восстановители частоты тактовой синхронизации

БМК - базовый матричный кристалл, содержащий как аналоговые, так и цифровые первичные элементы

Серии микросхем

Аналоговые и цифровые микросхемы выпускаются сериями. Серия - это группа микросхем, имеющих единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначенные для совместного применения. Микросхемы одной серии, как правило, имеют одинаковые напряжения источников питания, согласованы по входным и выходным сопротивлениям, уровням сигналов.

Корпуса микросхем

Микросхемы выпускаются в двух конструктивных вариантах - корпусном и бескорпусном.
Бескорпусная микросхема - это полупроводниковый кристалл, предназначенный для монтажа в гибридную микросхему или микросборку.
Корпус - это часть конструкции микросхемы, предназначенная для защиты от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Корпуса стандартизованы для упрощения технологического процесса изготовления изделий из разных микросхем. Число стандартных корпусов исчисляется сотнями!
В российских корпусах расстояние между выводами измеряется в миллиметрах и наиболее часто это 2,5 мм или 1,25 мм. У импортных микросхем расстояние измеряют в дюймах, используя величину 1/10 или 1/20 дюйма, что соответствует 2,54 и 1,28 мм. В корпусах до 16 выводов эта разница не значительна, а при больших размерах идентичные корпуса уже несовместимы.
В современных импортных корпусах для поверхностного монтажа применяют и метрические размеры: 0,8 мм; 0,65 мм и другие.

Специфические названия микросхем

Из большого количества цифровых микросхем изготавливались процессоры. Фирма Intel 4004, которая выполняла функции процессора. Такие микросхемы получили название микропроцессор. Микропроцессоры фирмы Intel совершенствовались: Intel 8008, Intel 8080, Intel 8086, Intel 8088 (на основе двух последних микропроцессоров фирма персональные компьютеры).

Микропроцессор выполняет в основном функции АЛУ (арифметико-логическое устройство), а дополнительные функции связи с периферией выполнялись с помощью специально для этого изготовленных наборов микросхем. Для первых микропроцессоров число микросхем в наборах исчислялось десятками, а сейчас это набор из двух-трех микросхем, который получил термин чипсет.

Микропроцессоры со встроенными контроллерами памяти и ввода-вывода, ОЗУ и ПЗУ, а также другими дополнительными функциями называют микроконтроллерами.

См. также

Литература

Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. - 2-ое изд. - М.: "Вильямс", 2007. - С. 912. - ISBN 0-13-090996-3

# data[].attributes.attachment_link.title
СБИС | это... Что такое СБИС?

# data[].attributes.attachment_link.description
Интегра́льная (engl. Integrated circuit, IC, microcircuit, microchip, silicon chip, or chip), ( микро) схе́ма ( ИС, ИМС, м/сх), чип, микрочи́п ( англ. chip - щепка, обломок, фишка) - микроэлектронное устройство - электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус.

# data[].attributes.headline
(с 1980 и до настоящего времени)

# data[].attributes.subject
(с 1980 и до настоящего времени)

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Эта статья описывает ситуацию применительно лишь к одному региону, возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения.

Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов.

Микропроцессорная секция, аббревиатура МПС; также, многокристальный секционный микропроцессор - большая интегральная схема (БИС), предназначенная для обработки нескольких разрядов данных или выполнения определенных управляющих операций.

Секционность БИС микропроцессора определяет возможность наращивания разрядности обрабатываемых данных или усложнения устройств управления микропроцессором при параллельном включении большего числа БИС.

Однокристальные микропроцессоры представляют собой реализацию всех аппаратных средств процессора в виде одной БИС/СБИС. Учитывая тот факт, что возможности однокристальных микропроцессоров ограничены аппаратными ресурсами кристалла и корпуса, получили распространение многокристальные микропроцессоры, а также многокристальные секционные микропроцессоры.[цитата не приведена 202 дня ]

Многокристальный микропроцессор образуется путём разбиения логической структуры микропроцессора на функционально законченные блоки (деление "по горизонтали"), которые реализуются в виде БИС/СБИС. Функциональная законченность БИС многокристального микропроцессора означает, что его части выполняют заранее определенные функции и могут работать автономно, а для построения развитого процессора не требуется организации большого количества новых связей и каких-либо других электронных ИС БИС. (Пример - серия К581).[цитата не приведена 202 дня ]

Микропроцессорная секция по сути является частью схемы процессора, получаемая при делении "по вертикали", что позволяет формировать систему необходимого уровня сложности (в простейшем случае - увеличить разрядность) из набора секций-элементов. Пример для построения готовых систем - К589ИК02 и К1804ВС1.[цитата не приведена 202 дня ]

Однокристальные и трехкристальные БИС микропроцессоров обычно изготовляют на основе микроэлектронных технологий униполярных полупроводниковых приборов, а БИС МПС - на основе технологии биполярных полупроводниковых приборов.[цитата не приведена 202 дня ]

n-МОП

КМ581РУ4 - динамическое ОЗУ 16Кx1; 375 нс,

КМ581РУ4А - динамическое ОЗУ 16Кx1; 510 нс,

КМ581РУ5Б - статическое ОЗУ 2Кx8; 120 нс,

КМ581РУ5В - статическое ОЗУ 2Кx8; 150 нс,

КМ581РУ5Г - статическое ОЗУ 2Кx8; 200 нс.

n-МОП 16-разрядный микропроцессорный набор:

КР581ВА1А - универсальный асинхронный приемопередатчик со скоростью 30000 бит/с

КР581ВА1Б - универсальный асинхронный приемопередатчик со скоростью 12000 бит/с

КР581ВЕ1 - однокристальная микроЭВМ

КР581ИК1 - регистровое АЛУ (26 регистров общего назначения), аналог CP1611[источник не указан 106 дней ]

КР581ИК1А - регистровое АЛУ (26 регистров общего назначения)

КР581ИК2 - схема управления выполнением операций, аналог CP1621[источник не указан 106 дней ]

КР581ИК2А - схема управления выполнением операций

КР581РУ1 - микропрограммное ЗУ для реализации стандартного набора команд

КР581РУ1А - микропрограммное ЗУ для реализации стандартного набора команд

КР581РУ2 - ЗУ микрокоманд управления выполнением операций, аналог CP1631[источник не указан 106 дней ]

КР581РУ2А - ЗУ микрокоманд управления выполнением операций

КР581РУ3 - микропрограммное ЗУ для расширенной арифметики с плавающей точкой

КР581РУ3А - микропрограммное ЗУ для расширенной арифметики с плавающей точкой

КР581РУ4 - динамическое ОЗУ 16Кx1; 375 нс

КР581РУ4А - динамическое ОЗУ 16Кx1; 510 нс

n-МОП

КС581РУ4 - динамическое ОЗУ 16Кx1; 375 нс,

КС581РУ4А - динамическое ОЗУ 16Кx1; 510 нс.

ИИЛ 4-разрядный микропроцессорный набор с временем цикла 1 мкс и униполярным питанием +5 В

КР582ИК1 - микропроцессор параллельный,

КР582ИК2 - микропроцессор параллельный.

ТТЛШ-ИИЛ 8-разрядный микропроцессорный набор с временем цикла 1 мкс и униполярным питанием +5В:

К583ВА1 - магистральный приемопередатчик с памятью,

К583ВА2 - магистральный приемопередатчик,

К583ВА3 - 8-разрядный универсальный магистральный коммутатор с ТС,

К583ВГ1 - контроллер синхронизации,

К583ВГ2 - контролер предварительной обработки информации,

К583ВМ1А - логический процессор (многорежимный буфер),

К583ВМ1Б - логический процессор (многорежимный буфер),

К583ВМ1Г - логический процессор (многорежимный буфер),

К583ВМ1Д - логический процессор (многорежимный буфер),

К583ВС1А - универсальная МПС,

К583ВС1Б - универсальная МПС,

К583ВС1Г - универсальная МПС,

К583ВС1Д - универсальная МПС,

К583ВС2 - умножитель,

К583ВС3 - адресный микропроцессор,

К583ВС4 - универсальная МПС,

К583ИК1А - инкрементный процессор,

К583ИК1Б - инкрементный процессор,

К583ИК1Г - инкрементный процессор,

К583ИК1Д - инкрементный процессор,

К583КП1А - коммутационный процессор,

К583КП1Б - коммутационный процессор,

К583КП1Г - коммутационный процессор,

К583КП1Д - коммутационный процессор,

К583ХЛ1А - многофункциональный магистральный коммутатор,

К583ХЛ1Г - многофункциональный магистральный коммутатор.

ТТЛШ- И2Л 8-разрядный микропроцессорный набор с циклом 1 мкс и униполярным питанием +5 В:

КР583ВА1 - магистральный приемопередатчик с памятью,

КР583ВА2 - магистральный приемопередатчик,

КР583ВМ1 - логический процессор (многорежимный буфер),

КР583ВС1А - универсальная МПС,

КР583ВС1Б - универсальная МПС,

КР583ВС1Г - универсальная МПС,

КР583ВС1Д - универсальная МРС,

КР583ИК1 - инкрементный процессор,

КР583КП1 - коммутационный процессор,

КР583КП2 - магистральный приемопередатчик с памятью,

КР583РА1А - ассоциативное ЗУ 16×8; 200 нс,

КР583РА1Б - ассоциативное ЗУ 16×8,

КР583ХЛ1 - многофункциональный магистральный коммутатор.

И2Л 4-разрядный микропроцессорный набор с циклом 2 мкс и униполярным питанием +5 В:

К584ВМ1 - 4-разрядная МПС.

К584ВУ1 - схема микропрограммного управления,

К584ВГ1 - контроллер состояний,

К584КП1 - магистральный приемопередатчик.

И2Л 4-разрядный микропроцессорный набор с циклом 2 мкс и униполярным питанием +5 В:

КР584ВМ1А - 4-разрядная МПС,

КР584ВМ1Б - 4-разрядная МПС,

КР584ВМ1В - 4-разрядная МПС,

КР584ВУ1 - схема микропрограммного управления.

КР584ВГ1 - контроллер состояний,

КР584КП1 - магистральный приемопередатчик.

n-МОП 16-разрядный микропроцессорный набор для ЭВМ " Электроника С5 " и униполярным питанием +5 В:

К586ВВ1 - 8-разрядное устройство ввода-вывода,

К586ВМ1 - 16-разрядный микропроцессор,

К586РЕ1 - ПЗУ 1Кx16; 350нс,

К586РУ1 - статическое ОЗУ 256×4; 2нс.

КМОП 4-разрядный помехоустойчивый наращиваемый микропроцессорный набор и униполярным питанием +9 В:

КР587ИК1 - устройство обмена информацией.

КР588ВА1 - 8-разрядный магистральный приёмо-передатчик,

КР588ВА4 - асинхронный адаптер дистанционной связи,

КР588ВГ1, КР588ВГ1А - системный контроллер,

КР588ВГ2 - контроллер запоминающего устройства,

КР588ВР2, КР588ВР2А - арифметический умножитель 16 × 16,

КР588ВС1А, КР588ВС1Б, КР588ВС1В, КР588ВС1Г, КР588ВС1Д, КР588ВС1Е - АЛУ

КР588ВС2А, КР588ВС2Б, КР588ВС2В - 16-разрядное АЛУ,

КР588ВТ1 - селектор адреса,

КР588ВУ1А, КР588ВУ2А, КР588ВУ2Б - управляющая память (микрокод),

КР588ИР1 - многофункциональный буферный регистр,

КР588РЕ1 - ПЗУ 4096 × 16 бит.

К588ВТ1 - селектор адреса

ЭСЛ 4-разрядный наращиваемый микропроцессорный набор с временем цикла 10 нс:

К1800ВА4 - двунаправленный транслятор ЭСЛ-ТТЛ,

К1800ВА7 - двунаправленный магистральный транслятор,

К1800ВБ2 - схема синхронизации,

К1800ВР1 - 8-разрядный умножитель,

К1800ВР8 - программируемый 16-разрядный сдвигатель,

К1800ВC1 - наращиваемое 4-разрядное АЛУ,

К1800ВТ3 - схема управления оперативной памятью,

К1800ВУ1 - микропрограммное управление,

К1800РП6 - двухадресная память.

КР1800ВБ2 - схема синхронизации.

n-МОП 16-разрядный микропроцессорный набор с временем цикла 2 мкс и униполярным питанием +5В:

К1801ВМ1А - 16-разрядный микропроцессор,

К1801ВМ1Б - 16-разрядный микропроцессор,

К1801ВМ1В - 16-разрядный микропроцессор,

К1801ВМ1Г - 16-разрядный микропроцессор,

К1801РЕ1А - ПЗУ 4Кx16; 0,4мкс; 130 мВт,

К1801РЕ1Б - ПЗУ 4Кx16; 0,5мкс; 130мВт.

n-МОП 16-разрядный микропроцессорный набор с временем цикла 2 мкс и униполярным питанием +5В:

КМ1801ВМ2А - процессор повышенной производительности,

КМ1801ВМ2Б - процессор повышенной производительности.

n-МОП 16-разрядный микропроцессорный набор с временем цикла 2 мкс и униполярным питанием +5В

КР1801ВМ1А - 16-разрядный микропроцессор,

КР1801ВМ1Б - 16-разрядный микропроцессор,

КР1801ВМ1В - 16-разрядный микропроцессор,

КР1801ВП1 - универсальная вентильная матрица,

КР1801РЕ2А - ПЗУ 4Кx16; 300 нс; 300 мВт,

КР1801РЕ2Б - ПЗУ 4Кx16; 400 нс; 300мВт.

ТТЛШ 8-разрядный наращиваемый микропроцессорный набор с временем цикла 0,15 мкс и униполярным питанием +5 В

КМ1802ВР4 - 12-разрядный параллельный быстрый умножитель,

КМ1802ВР5 - 16-разрядный параллельный быстрый умножитель.

ТТЛШ 8-разрядный наращиваемый микропроцессорный набор с временем цикла 0,15 мкс и униполярным питанием +5 В

КР1802ВВ1 - схема обмена информацией,

КР1802ВВ2 - интерфейс,

КР1802ВР1 - арифметический расширитель (сдвигатель на 16 разрядов),

КР1802ВР2 - схема умножения 8×8 (последовательный умножитель),

КР1802ВР3 - 8-разрядный параллельный умножитель,

КР1802ВС1 - МПС,

КР1802ИМ1 - 4-входовый сумматор,

КР1802ИР1 - двухадресный регистр общего назначения, 16×4.

ТТЛШ 4-разрядный наращиваемый микропроцессорный набор с временем цикла 0,11 мкс и униполярным питанием +5 В

КМ1804ВА1 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик с буферной памятью и ОК,

КМ1804ВА2 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик (буферный регистр),

КМ1804ВА3 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик с интерфейсной логикой,

КМ1804ВЖ1 - 16-разрядная схема обнаружения и коррекции ошибок,

КМ1804ВН1 - схема векторного приоритетного прерывания,

КМ1804ВР1 - схема ускоренного переноса,

КМ1804ВР2 - схема управления состоянием и сдвигами,

КМ1804ВР3 - расширитель приоритетного прерывания (управляемый шифратор),

КМ1804ВС1 - 4-разрядная МПС,

КМ1804ВС2 - 4-разрядная МПС с расширенными возможностями,

КМ1804ВУ1 - схема управления адресом микрокоманды,

КМ1804ВУ2 - схема управления адресом микрокоманды,

КМ1804ВУ4 - схема управления состоянием и сдвигами,

КМ1804ВУ5 - схема управления адресом программной памяти,

КМ1804ВУ7 - схема управления прямым доступом к памяти,

КМ1804ГГ1 - системный генератор тактовых импульсов,

КМ1804ИР1 - 4-разрядный параллельный регистр с ТС,

КМ1804ИР3 - 8-разрядный параллельный двунаправленный регистр.

ТТЛШ 4-разрядный наращиваемый микропроцессорный набор с временем цикла 0,11 мкс и униполярным питанием +5 В:

КР1804ВА1 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик с буферной памятью и ОК,

КР1804ВА2 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик (буферный регистр),

КР1804ВА3 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик с интерфейсной логикой,

КР1804ВН1 - схема векторного приоритетного прерывания,

КР1804ВР2 - схема управления состоянием и сдвигами,

КР1804ВР3 - расширитель приоритетного прерывания (управляемый шифратор),

КР1804ВС1 - 4-разрядная микропроцессорная секция,

КР1804ВТ1 - схема управления ОЗУ,

КР1804ВТ2 - схема управления памятью с инвертированием,

КР1804ВТ3 - схема управления памятью без инвертирования,

КР1804ВУ1 - схема управления адресом микрокоманды

КР1804ВУ2 - схема управления адресом микрокоманды,

КР1804ВУ4 - схема управления состоянием и сдвигами,

КР1804ГГ1 - системный генератор тактовых импульсов.

ТТЛШ 4-разрядный наращиваемый микропроцессорный набор с временем цикла 0,11 мкс и униполярным питанием +5В

КС1804ВА1 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик с буферной памятью и ОК,

КС1804ВА3 - 4-разрядный магистральный приемопередатчик с интерфейсной логикой,

КС1804ВР1 - Схема ускоренного переноса,

КС1804ВУ1 - Схема управления адресом микрокоманды,

КС1804ВУ3 - Схема управления выбором следующего адреса,

КС1804ГГ1 - Системный генератор тактовых импульсов,

КС1804ИР1 - 4-разрядный параллельный регистр с ТС.

n-МОП 16-разрядный микропроцессорный набор с производительностью 550 000 опер./с и униполярным питанием +5В:

К1809ВВ1 - устройство ввода-вывода,

К1809ВВ2 - системный адаптер последовательного канала,

К1809ВГ1 - контроллер магнитофона,

К1809ВГ2 - контроллер магнитофона,

К1809ВГ3 - контроллер телевизора,

К1809РЕ1 - ПЗУ 4Кx16; 300 нс,

К1809РУ1А - ОЗУ 1Кx16 со встроенным интерфейсом; 200 нс,

К1809РУ1Б - ОЗУ 1Кx16 со встроенным интерфейсом; 325 нс.

В.Л. Горбунов, Д.И. Памфилов, Д.Л. Преснухин. Микропроцессоры. 04. Основы построения микро-ЭВМ / под ред. Л.Н. Преснухина. - М.: Высшая школа, 1984. - К580, К589, К587 и К588

А. В. Бесекерский, Ефимов Н. Б., Зиатдинов С. И. и др. 4.3 Области применения и состав микропроцессорного комплекта К1804 // Микропроцессорные системы автоматического управления. - М.: "Машиностроение", 1988. - ISBN 5-217-00176-3.

Нефедов А. В, Савченко А. М., Феоктистов Ю. Ф. Под редакцией Широкова Ю. Ф. Раздел 3. Цифровые интегральные микросхемы и их электрические параметры // Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 288 с. - ISBN 5-283-01540-8.

Под ред. Шахнова В.А.,. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Справочник. В двух томах. Том 1.. - М.: "Радио и Связь", 1988. - 368 с. - ISBN 5-256-00372-0.

Под ред. Шахнова В.А.,. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Справочник. В двух томах. Том 2.. - М.: "Радио и Связь", 1988. - 368 с. - ISBN 5-256-00373-9.

Борисов В. С., Власов Ф. С., Сержанович Д. С., Сухопаров А. И. Микропроцессорные комплекты БИС на основе интегральной инжекционной логики / Под редакцией Калошкина Э. П.. - М.: "Радио и Связь", 1984. - 246 с.

# data[].attributes.attachment_link.title
Микропроцессорная секция - Википедия

# data[].attributes.attachment_link.description
Эта статья описывает ситуацию применительно лишь к одному региону, возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения . Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов. Микропроцессорная секция, аббревиатура МПС; также, многокристальный секционный микропроцессор - большая интегральная схема (БИС), предназначенная для обработки нескольких разрядов данных или выполнения определенных управляющих операций.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Интегральная схема - это изделие из микроэлементов с высокой миниатюризацией. Эти элементы преобразуют и обрабатывают сигналы. Сама схема имеет высокую плотность самих элементов. Такие элементы называются компонентами и выполняют ту или иную задачу. Эти схемы могут быть разной сложности и типов - от самых простых до сложнейших.

Используются ИС в создании компьютеров, различной вычислительной техники и другом оборудовании, в том числе промышленном и бытовом. Более подробно о строении, использовании, а также развитии интегральных схем будет рассказано в данной статье. В качестве информационного дополнения, в материале содержатся два подробных видеоролика и один скачиваемые файл о строении ИС.

По научному определению, интегральные микросхемы - это отдельные высокотехнологичные устройства (с огромным количеством электронных компонентов, заключенных в маленьком корпусе), которые выполняют какую-то функцию или действие. Этих функций может быть или одна или несколько. Вот список некоторых основных функций, которые выполняют интегральные микросхемы:

Преобразование сигнала (например, из аналогового в цифровой и обратно).

Обработка сигнала (например, усиление и очистка звука)

Действия вычитания, сложения, умножения и деления сигнала (логические микросхемы)

Интегральные микросхемы представляют собой изделие, выполненное в герметизированном (металлическом, пластмассовом, керамическом, металлокерамическом и так лале) корпусе. Микросхемы бывают различного исполнения (прямоугольные, треугольные, круглые) с разным количеством выводов: от трех (например, на стабилизаторе LM7805, до нескольких сотен на процессорах).

Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.

Интегральные микросхемы (и аппаратура на них) обладают неоспоримыми преимуществами:

Высокой технологичностью и надежностью. Ведь все микросхемы производят на специализированных заводах и фабриках с современной технологией производства. На линиях (полностью или частично) автоматизированных. При производстве микросхемы (особенно в юго-восточных странах) применяют и живую рабочую силу, так как это дешевле, чем покупать дорогостоящие линии. Интегральные компоненты позволяют снизить на два-три порядка затраты труда на производство, монтаж и сборку различной аппаратуры. При конструировании и создании такой аппаратуры уменьшается количество разных паяных соединений, которые зачастую являются причиной отказа аппаратуры. Микросхемы являются более надежными, чем дискретные элементы, так как ошибки при монтаже уменьшаются на 3-4 порядка. Легче и намного быстрее запаять интегральные компоненты (например, один логический элемент с 16 выводами), чем паять более 20 дискретных элементов (которые выполняют ту же функцию) с 60 выводами. Только микросхемы обеспечивают надежность систем управления в различных системах управления, в компьютерах, в околоземном пространстве на космических станциях и так далее.

Интегральные компоненты (и аппаратура на них) малогабаритны и имеют маленький вес.

Микросхемы намного сокращают процесс разработки нового изделия (аппарата), так как можно использовать готовые, уже опробованные, миниатюрные блоки и узлы. И поэтому внедрение нового изделия в производство резко сокращается.

Многие интегральные элементы выпускаются массово (например, микросхемы в домашних звонках, в игрушках, в клавиатурах и мышках компьютеров и т. п.). Это намного снижает себестоимость микросхемы и всего изделия в целом.

Интегральные элементы сокращают число комплектующих создаваемого изделия, уменьшают количество проводимых операций, что (в конечном счете) ведет к упрощению организации современного производства.

Микросхемы разделяют на два вида: 1 - полупроводниковые интегральные схемы; 2 - гибридные интегральные схемы.
Полупроводниковые интегральные элементы представляют собой кристалл, в глубине которого выполняют все элементы схемы. Изоляция различных элементов осуществляют с помощью (так называемых) "p-n" переходов.
Гибридные интегральные схемы выполняются по "пленочной" технологии и представляют пластину (подложку) из диэлектрического материала. На нее нанесены (в виде пленок) плоские компоненты (резисторы, дроссели, конденсаторы и т. д.) и соединения. Причем сопротивление резисторов может быть 105 Ом, емкость конденсаторов 103 пФ, а дроссели иметь индуктивность около 10 мкГн - не более.

Транзисторы, диоды, магнитные элементы, конденсаторы более 103 пФ и электролитические выполняют с помощью навесного монтажа. Гибридные интегральные схемы имеют более высокую точность параметров (на один или два порядка выше), чем полупроводниковые аналоги. Количество элементов внутри каждого класса микросхем может достигать несколько тысяч.

Степень интеграции

В зависимости от степени интеграции применяются следующие названия интегральных схем:

малая интегральная схема (МИС) - до 100 элементов в кристалле,

средняя интегральная схема (СИС) - до 1000 элементов в кристалле,

большая интегральная схема (БИС) - до 10000 элементов в кристалле,

сверхбольшая интегральная схема (СБИС) - более 10 тысяч элементов в кристалле.

Ранее использовались также теперь устаревшие названия: ультрабольшая интегральная схема (УБИС) - до 1 миллиарда элементов в кристалле и гигабольшая интегральная схема (ГБИС) - более 1 миллиарда элементов в кристалле, но в настоящее время название УБИС и ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Itanium, 9300 Tukwila, содержат два миллиарда транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10 000, относят к классу СБИС.

Элемент интегральной схемы

Часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента (резистора, диода, транзистора и т. д.), причем эта часть выполнена нераздельно от других частей и не может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации. Компонент интегральной схемы в отличие от элемента может быть выделен как самостоятельное изделие с указанной выше точки зрения.

По конструктивно-технологическим признакам интегральные схемы обычно разделяют на:

В полупроводниковой схеме все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме или на поверхности полупроводника. В таких схемах нет компонентов. Это наиболее распространенная разновидность интегральных схем.

Интегральную схему называют гибридной, если она содержит компоненты и (или) отдельные кристаллы полупроводника. В пленочных интегральных схемах отдельные элементы и межэлементные соединения выполняются на поверхности диэлектрика (обычно используется керамика). При этом применяются различные технологии нанесения пленок из соответствующих материалов. По функциональным признакам интегральные схемы подразделяют на аналоговые (операционные усилители, источники вторичного электропитания и др.) и цифровые (логические элементы, триггеры и т. п.).

Краткая историческая справка

Первые опыты по созданию полупроводниковых интегральных схем были осуществлены в 1953 г., а промышленное производство интегральных схем началось в 1959 г. В 1966 г. был начат выпуск интегральных схем средней степени интеграции (число элементов в одном кристалле до 1000). В 1969 г. были созданы интегральные схемы большей степени интеграции (большие интегральные схемы, БИС), содержащие до 10000 элементов в одном кристалле.

[stextbox id='warning']В 1971 г. были разработаны микропроцессоры, а в 1975 г. - интегральные схемы сверхбольшой степени интеграции (сверхбольшие интегральные схемы, СБИС), содержащие более 10000 элементов в одном кристалле. Полезно отметить, что предельная частота биполярных транзисторов в полупроводниковых интегральных схемах достигает 15 ГГц и более.[/stextbox]

К 2000 г. ожидается появление интегральных схем, содержащих до 100 млн МОП транзисторов в одном кристалле (речь идет о цифровых схемах). Система обозначений. Условное обозначение интегральных микросхем включает в себя основные классификационные признаки.

Первый элемент - цифра, соответствующая конструктивно-технологической группе. Цифрами 1, 5, 6 и 7 в первом элементе обозначаются полупроводниковые интегральные микросхемы. Гибридным микросхемам присвоены цифры 2, 4 и 8. Пленочные, вакуумные и керамические интегральные микросхемы обозначаются цифрой 3.

Второй элемент, определяющий порядковый номер разработки серии, состоит из двух (от 00 до 99) или трех (от 000 до 999) цифр.

Третий элемент, обозначающий подгруппу и вид микросхемы, состоит из двух букв.

Четвертый элемент, обозначающий порядковый номер разработки микросхемы данной серии, состоит из одной или нескольких цифр.

К этим основным элементам обозначений микросхем могут добавляться и другие классификационные признаки.

Дополнительная буква в начале четырехэлементного обозначения указывает на особенность конструктивного исполнения:

Р - пластмассовый корпус типа ДИП;

А - пластмассовый планарный корпус;

Е - металлополимерный корпус типа ДИП;

С - стеклокерамический корпус типа ДИП;

И - стеклокерамический планарный корпус;

Н - керамический "безвыводной" корпус.

В начале обозначения для микросхем, используемых в условиях широкого применения, приводится буква К.

Серии бескорпусных полупроводниковых микросхем начинаются с цифры 7, а бескорпусные аналоги корпусных микросхем обозначаются буквой Б перед указанием серии.

Через дефис после обозначения указывается цифра, характеризующая модификацию конструктивного исполнения:

1 - с гибкими выводами;

2 - с ленточными (паучковыми) выводами, в том числе на полиамидном носителе;

3 - с жесткими выводами;

4 - на общей пластине (неразделенные);

5 - разделенные без потери ориентировки (наклеенные на пленку);

6 - с контактными площадками без выводов.

Как создаются интегральные схемы?

Как изготовить чип памяти или процессор компьютера? Процесс производства начинается с химического элемента - кремния, который химически обрабатывается (легируется) для придания различных электрических свойств.

Современное исполнение интегральной схемы (одна из многочисленных форм), установленной на электронной плате устройства. Это далеко не самый продвинутый вариант, а лишь один из многих

Традиционно для нужд электроники используются материалы двух категорий:

[stextbox id='info']Но технически всё сложнее, особенно когда дело касается определенных элементов середины таблицы Менделеева (группы 14 и 15), в частности, кремния и германия. Что примечательно - материалы изоляторы способны переходить в разряд проводников, если к этим материалам добавить некоторое количество примесей. Процесс, известный как легирование.[/stextbox]

Принцип легирования химических элементов

Если добавить некоторое количество сурьмы кремнию, структура этого химического элемента насыщается большей массой электронов, чем обычно. Обеспечивается проводимость электричества. Кремний, "легированный" подобным образом, приобретает характеристику N-типа. В другом случае, когда вместо сурьмы добавляется бор, масса электронов кремния уменьшается, оставляя своеобразные "дыры", которые функционируют подобно "отрицательно заряженным электронам".

Благодаря "дырам" положительный электрический ток пропускается в противоположном направлении. Такая разновидность кремния характеризуется P-типом. Расположение областей кремния N-типа и P-типа рядом одна с другой, способствует созданию соединения, где отмечается поведение электронов, характерное для электронных компонентов на основе полупроводников:

диодов,

транзисторов,

запоминающих устройств и других.

Структурная интегральная схема внутри чипа

Итак, процесс создания интегральной схемы начинается от монокристалла кремния, напоминающего по форме длинную сплошную трубу, "нарезанную" тонкими дисками - пластинами. Такие пластины размечаются на множество одинаковых квадратных или прямоугольных областей, каждая из которых представляет один кремниевый чип (микрочип). Пример внутренней структуры интегральной схемы, демонстрирующий возможности такой уникальной технологии интеграции полноценных электронных схемотехнических решений.

Затем на каждом таком чипе создаются тысячи, миллионы или даже миллиарды компонентов путём легирования различных участков поверхности - превращения в кремний N-типа или P-типа. Легирование осуществляется различными способами. Один из вариантов - распыление, когда ионами легирующего материала "бомбардируют" кремниевую пластину.

Другой вариант - осаждение из паровой фазы, включающий введение легирующего материала газовой фазой с последующей конденсацией. В результате такого ввода примесные атомы образуют тонкую пленку на поверхности кремниевой пластины. Самым точным вариантом осаждения считается молекулярно-лучевая эпитаксия.

Конечно, создание интегральных микросхем, когда упаковываются сотни, миллионы или миллиарды компонентов в кремниевый чип размером с ноготь, видится сложнейшим процессом. Можно представить, какой хаос принесёт даже небольшая крупинка в условиях работы в микроскопическом (наноскопическом) масштабе. Вот почему полупроводники производятся в лабораторных условиях безупречно чистых. Воздух лабораторных помещений тщательно фильтруется, а рабочие обязательно проходят защитные шлюзы и облачаются в защитную одежду.

Интересно почитать: что такое клистроны.

Кто создал интегральную схему?

Разработка интегральной схемы приписывается двум физикам - Джеку Килби и Роберту Нойсу, как совместное изобретение. Однако фактически Килби и Нойс вынашивали идею интегральной схемы независимо друг от друга. Между учёными даже существовала своего рода конкуренция за права на изобретение.

Джек Килби трудился в "Texas Instruments", когда учёному удалось реализовать идею монолитного принципа размещения различных частей электронной схемы на кремниевом чипе. Учёный вручную создал первую в мире интегральную микросхему (1958 год), использовав чип на основе германия. Компания "Texas Instruments" спустя год подала заявку на патент.

Тем временем представитель другой компании "Fairchild Semiconductor" - Роберт Нойс, проводил эксперименты с миниатюрными цепями своего устройства. Благодаря серии фотографических и химических методов (планарный процесс), учёный всего лишь на год позже Килби создал практичную интегральную схему. Методика получения также была оформлена заявкой на патент.

Заключение

Более подробно о том, что такое интегральная схема , рассказано в статье Основы микроэлектроники. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.elektronika-muk.ru

www.tadviser.ru

www.pue8.ru

www.zetsila.ru

# data[].attributes.attachment_link.title
Интегральные схемы(микросхемы): что это такое, история изобретения, разновидности

# data[].attributes.attachment_link.description
Интегральная схема - это изделие из микроэлементов с высокой миниатюризацией. Эти элементы преобразуют и обрабатывают сигналы. Сама схема имеет высокую плотность самих элементов. Такие элементы называются компонентами и выполняют ту или иную задачу. Эти схемы могут быть разной сложности и типов - от самых простых до сложнейших.

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
Школа для электрика: электротехника и электроника

# data[].attributes.attachment_link.title
Полупроводниковые приборы - виды, обзор и использование

# data[].attributes.attachment_link.description
Стремительное развитие и расширение областей применения электронных устройств обусловлено совершенствованием элементной базы, основу которой составляют полупроводниковые приборы. Поэтому, дл

# data[].attributes.attachment_link.provider_name
Словари и энциклопедии на Академике

# data[].attributes.attachment_link.title
Электронная лампа | это... Что такое Электронная лампа?

# data[].attributes.attachment_link.description
Российская экспортная радиолампа 6550C Электронная лампа, радиолампа  электровакуумный прибор (точнее, вакуумный электронный прибор), работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакуу