Tìm hiểu về VLSI
SSI (Small Scale Integration – Mạch tích hợp cỡ nhỏ) 1970
Trên mạch chỉ có thể chứa được từ 1 đến 10 công logic (NAND, NOR, .v.v.) Chủ yếu áp dụng cho các bài toán nhỏ nhứ thiết kế các máy tính điện tử cầm tay. tay.
Thái nguyên
THIÊT KẾ VI MẠCH VLSI ASIC
Ê Ế C S SC
Tài liệu tham khảo:
- “ASIC lập trình được”, Tống Văn On NXB Thống Kê 2004
ASIC được On, Kê,
- “Thiết kế hệ thống VLSI”, Đinh Sỹ Hiền, NXB ĐHQG TPHCM
- “The VLSI Handbook”, Wai Kai Chen
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 1
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1. Tìm hiểu về VLSI
1.2. Lý do để VLSI được chọn và phát triển
1.3. ASIC là gì?
ì?
1.4. FPGA là gì?
1.5. Nguyên lý lập trình cho vi mạch
1.6. So sánh với lập trình phần mềm
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 2
1.1. Tìm hiểu về VLSI
SSI (Small Scale Integration – Mạch tích
hợp cỡ nhỏ) 1970
Trên mạch chỉ có thể chứa được từ 1 đến 10
công logic (NAND, NOR, .v.v.)
Chủ yếu áp dụng cho các bài toán nhỏ nhứ
thiết kế các máy tính điện tử cầm tay.
tay.
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 3
1.1. Tìm hiểu về VLSI
VD Máy tính cầm tay
Hình 1.1 – Kích thước chip lớn nhưng chức năng nhỏ
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 4
1.1. Tìm hiểu về VLSI
MSI (Medium Scale Integration – Mạch
tích hợp cỡ trung bình).
bình).
Ngoài việc tích hợp các cổng logic các mạch
logic,
còn được mở rộng tích hợp thêm các bộ đếm
và các chức năng logic tương đương .
g g g g
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 5
1.1. Tìm hiểu về VLSI
LSI (Large Scale Integration – Mạch tích
hợp cỡ lớn)
Được tích hợp với nhiều chức năng logic
hơn, thậm chí có cả bộ vi xử lý hoàn chỉnh
trong một chip.
g ộ chip.p
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 6
1.1. Tìm hiểu về VLSI
Ví dụ chip điều khiển màn hình LCD
ề ể
Hình 1.2 – Kích thức IC giảm những chức năng lớn
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 7
1.1. Tìm hiểu về VLSI
VLSI(verry large scale integation)
Mọi thứ đều có trong một chíp.
chíp.
Đã có các bộ xử lý 64 bít các bộ số học dấu
bít,
phẩy động.
động.
Trên một triệu transistor chỉ trên một miếng
Silic
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 8
1.1. Tìm hiểu về VLSI
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 9
1.1. Tìm hiểu về VLSI
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 10
1.2. Lý do để VLSI được chọn
à há iể
và phát triển
Trước đây khi muốn thiết kế một hệ thống
đây,
mạch, chúng ta phải thiết kế từ những IC
chuẩn thiết kế sẵn sử dụng công nghệ
TTL (Transistor – Transistor Logic).
Logic).
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 11
Hình 1.3 – Một ví dụ về 1 mạch được thiết kế trên các IC chuẩn TTL
13
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 12
1.2. Lý do để VLSI được chọn
à há iể
và phát triển
Khi công nghệ CMOS ra đời hàng triệu
đời,
transistor có thể chứa trong một miếng
silic nhỏ
Các kỹ sư bắt đầu nhận ra lợi ích của việc
thiết kế một IC đáp ứng yêu cầu cụ thể
cho một hệ thống thay vì phải thiết kế
chúng từ các IC chuẩn riêng biệt.
biệt.
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 13
1.2. Lý do để VLSI được chọn
à há iể
và phát triển
Các kỹ sư sẽ phân tích và thiết ra một IC
duy nhất để giải bài toán đó, không cần sự
chắp nối của nhiều IC khác nhau giảm
nhau,
khả năng lỗi, giảm thời gian chờ giữa các
IC,
IC giá thành hạ.
hạ.
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 14
1.3. ASIC là gì?
ASIC viết tắt của: Application-Specific
của: Application-
Integrated Circuit
Là một IC được thiết cho một mục đích
hoặc một hệ thống cụ thể (Full custom IC )
Thực chất là một dải các transistor MOS
Th hất ột á t i t
chưa được kết nối.
nối.
Việc kết nối để tạo thành mạch cụ thể
phục thuộc vào người sử dụng
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 15
1.4. FPGA là gì?
FPGA là tập hợp các cell logic lập trình
được nối với nhau bằng ma trận chuyển
mạch lập trình được.
được.
Để trở thành một mạch cụ thể, ma trận
chuyển mạch sẽ được lập trình để định
tuyến các tín hiệu giữa các khối logic
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 16
1.4. FPGA là gì?
Cấu trúc của FPGA
Các khối logic cơ bản lập trình được (logic
block)
Hệ thống mạch liên kết lập trình được
Khối vào/ra (IO Pads)
Phần tử thiết kế sẵn khác như DSP slice,
RAM, ROM,
RAM ROM nhân vi xử lý...
lý...
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 17
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 18
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 19
Thái nguyên 08/2008 Thiết kế vi mạch VLSI - ASIC - FPGA Slide 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
