YOMEDIA
Bài giảng Thiết kế IC
Chia sẻ: Thị Huyền
| Ngày:
| Loại File: PDF
| Số trang:324
148
lượt xem
34
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Bài giảng Thiết kế IC với mục tiêu giúp sinh viên nắm bắt được kiến thức cơ bản và ứng dụng của các IC lập trình mô tả phần cứng được; nắm bắt được các nguyên lý lập trình mô tả phần
cứng và các cấu trúc lập trình cơ bản, minh họa bằng ngôn ngữ VHDL... Mời các bạn cùng tìm hiểu và tham khảo nội dung thông tin tài liệu.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế IC
- Bộ môn Kỹ thuật Máy tính
Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông, ĐHBKHN
IC
Msc. Nguyễn Đức Tiến
tiennd@soict.hut.edu.vn
+84-91-313-7399
- Nắm bắt được kiến thức cơ bản và ứng dụng của
các IC lập trình mô tả phần cứng được.
Nắm bắt được các nguyên lý lập trình mô tả phần
cứng và các cấu trúc lập trình cơ bản, minh họa
bằng ngôn ngữ VHDL..
Có kiến thức và kỹ năng thiết kế mạch số
Hiểu biết về nguyên lý hoạt động phần cứng của
bộ vi điều khiển và có khả năng thiết kế bộ vi điều
khiển.
http://dce.hut.edu.vn 2
- http://dce.hut.edu.vn 3
- 1/2
Cứng hóa các ứng dụng
mềm, tạo sản phầm ưu việt >>
về tốc độ. NVIDIA Tegra INTEL Core i7
Đồ họa(Tính toán vector)
Hiểu rõ nguyên tắc hoạt động
của bộ xử lý, làm căn bản
giúp việc lập trình phần mềm,
lập trình hệ thống trở nên
hợp lý, logic hơn.
http://dce.hut.edu.vn 4
- 2/2
Dễ dàng thiết kế các bo QuadPort H/I
mạch xử lý số. HDMI2SDI
Nhanh chóng tạo ra các bộ
Chipset
xử lý mới, mạch số chuyên chuyên
dụng dựa trên mã nguồn mở dụng
và tùy biến theo nhu cầu.
Khuynh hướng tạo ra các giải
pháp tổng thể hardware/soft
ware (Oracle & Sun, Google&
Motorola Mobility), và các
khối xử lý tăng tốc.
Card tăng tốc chuyên dụng
http://dce.hut.edu.vn 5
- 1/2
Nguyên lý mạch tích hợp. Tống Văn
On. NXB Lao động xã hội. 2007.
Thiết kế mạch số với VHDL & Verilog.
Tống Văn On. NXB Lao động xã hội.
2007.
Digital VLSI Systems Design. Dr. S.
Ramachandran. Springer. 2007.
Digital Integrated Circuits - A Design
Perspective. Jan M. Rabaey, Anantha
Chandrakasan, Borivoje Nikolic. Mc
Graw Hill.
http://dce.hut.edu.vn 6
- 2/2
Analysis and Design of Digital IC. David
A.Hodges, Horace G.jackson, Resve A.Saleh. Mc
Graw Hill.
The Design Warrior‟s Guide to FPGA. Clive Max
Maxfield. 2004.
Circuit Design with VHDL. Volnei A. Pedroni. MIT
Press. 2006.
Fundamentals Of Digital Logic With VHDL Design
2nd Edition. Stephen Brown, Zvonko Vranesic.
McGraw Hill. 2005.
http://dce.hut.edu.vn 7
- FPGA4U, kit, usb-powered, altera, niosII & linux,
http://fpga4u.epfl.ch/wiki/Main_Page
SecretBlaze, bộ xử lý RISC 32bit dựa trên
MicroBlaze, Xilinx, mã mở VHDL, 5 công đoạn,
cache, ngắt.
http://www.lirmm.fr/~barthe/index.php/page/Secret
Blaze.html
Các project và module mã nguồn mở
http://www.opencores.org/
Các thủ thuật trên VHDL
http://vhdlguru.blogspot.com/
http://dce.hut.edu.vn 8
- Phần I:
• Các linh kiện để thiết kế IC (3)
• Các qui trình sản xuất IC (1)
- IC, Integrated Circuit, là một mạch điện tử mà tất
cả các thành phần đều được đặt trên một đế bán
dẫn, không thể tách rời nhau được.
Vi điều khiển Intel 8742: CPU 12MHz, RAM 128B, EPROM 2KB.
http://dce.hut.edu.vn/ 10
- Thực hiện một / vài chức năng điện tử cụ thể.
Chức năng có thể lập trình được.
Thiết kế = IC chuẩn + custom IC (glue logic)
http://dce.hut.edu.vn/ 11
- Tất cả các thành phần của IC được sản xuất đồng
thời và hàng loạt, chứ không phải từng IC đơn lẻ.
Ít tốn linh kiện.
Được tối ưu về không gian, 1 triệu transitor/mm2
Module hóa quá trình thiết kế mạch điện tử.
Giảm chi phí nghiên cứu, triển khai, nâng cấp...
Giảm giá thành thiết bị, chức năng.
http://dce.hut.edu.vn/ 12
- Tiêu thụ ít năng lượng.
Được tối ưu hóa về tốc độ...
Đồng bộ và tin cậy.
Được kiểm thử bởi nhà sản xuất.
Tuổi thọ cao.
http://dce.hut.edu.vn 13
- 1/2
Die: khuôn, chip sillicon.
Leadframe: khung dẫn, chứa các chân nối ra ngoài
rắp ráp lên board dễ hơn
Wire: nối các chân IO trên die ra các chân tương
ứng trên leadframe.
Vỏ: phủ kín, đóng gói leadframe & die bằng
ceramic, plastic… bảo vệ, tản nhiệt.
http://dce.hut.edu.vn 14
- 2/2
Liên kết khung dẫn
Liên kết khung dẫn (2)
http://dce.hut.edu.vn 15
- Vỏ - package - có nhiều hình dạng khác nhau.
Zigzag
Dual
Inline
Inline
Package
Package
Ball
Grid
Array
Plastic
Small
Leader
Outline
Chip
Package
Carrier
Tham khảo một số dạng vỏ
http://dce.hut.edu.vn 16
- 1/2
Độ dài mỗi cạnh chừng vài mm.
Kích thước IC được đo bằng số cổng
logic/transistor (cổng là đơn vị đo tương ứng
với cổng NAND 2 đầu vào).
Xilinx Spartan II XC2S200, 540k đ, 200k cổng.
Intel Core i7, 6.6m đ, >1 tỷ cổng.
Cấu thành bởi các transistor
CMOS. Một cổng NAND có
4 transistor.
http://dce.hut.edu.vn 17
- 2/2
Quy trình xử lý N nm sẽ cho transistor nhỏ nhất
có chiều dài N nm. Ví dụ, qui trình 28 nm.
Kích thước đặc trưng nhỏ nhất λ ≈ ½ chiều dài
transistor nhỏ nhất.
Các bộ phận chức năng cấu thành IC được
phân vùng rõ ràng. (FGPA hỗ trợ).
Intel Quad Core Intel Core i7 Intel Pentium 5 AMD Quad Core
- 1/2
Sử dụng các transistor lưỡng cực, Bipolar
NPN PNP
Sử dụng các transistor có cực cổng kim loại,
Metal Oxide Semiconductor
nMOS Kênh N Kênh P
http://dce.hut.edu.vn 19
- 2/2
CMOS,
Complementary MOS
Các lớp
liên kết nối
http://dce.hut.edu.vn 20
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
