Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

РЕАЛИЗАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ НА ОСНОВЕ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ БАЗОВЫХ МАТРИЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ

Воробьев А.Д.
Основная часть современной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) у нас в стране и за рубежом разрабатывается на основе больших интегральных схем (БИС), имеющих в своём составе функционально законченные узлы и устройства.

Одним из возможных путей ускорения разработки и удешевления производства специализированных (полузаказных) микросхем является реализация их на основе базовых матричных кристаллов (БМК). Другой путь - применение программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Сегодня современные ПЛИС на базе цифровых вентильных матриц с конфигурационным ОЗУ фирм XILINX, ALTERA, AMTEL, ACTEL практически вытеснили цифровые БМК (Ц БМК) объёмом до 40 тысяч вентилей. Вместе с тем, появившиеся в последние годы аналоговые БИС с программируемой конфигурацией (electrically programmable analog circuits (EPAC)) пока имеют существенные ограничения по номенклатуре и характеристикам реализуемых на их основе аналоговых узлов аналого - цифровых микроэлектронных устройств (АЦ МЭУ) и по этой причине малопригодны для реализации на их основе законченных АЦ МЭУ.

Поэтому аналого - цифровые базовые матричные кристаллы (АЦ БМК) являются в настоящее время наиболее перспективной элементной базой для быстрой и экономически эффективной реализации элементов и устройств современной РЭА.

Основные достоинства АЦ БМК, заключающиеся в снижении стоимости и времени проектирования, обусловлены такими причинами, как:

  1. применение АЦ БМК для проектирования и изготовления широкого спектра БИС;
  2. уменьшение количества детализированных решений в ходе проектирования БИС;
  3. упрощения контроля и внесения изменений в топологию;
  4. возможность эффективного использования автоматизированных методов конструирования, которая обусловлена однородной структурой АЦ БМК.

Аналоговые и аналого - цифровые БМК можно разделить на две основные группы:

  1. аналоговые БМК (А БМК), разрабатываемые на основе традиционной биполярной технологии;
  2. аналого - цифровые БМК (АЦ БМК), при разработке которых используется БиКМОП технологический процесс.

Как следует из литературных источников разработка устройств преобразования и обработки информации на основе АЦ БМК имеет свои особенности, а именно: высокая плотность заполнения (более 80%) аналоговой и цифровой матриц БМК, наличие большого количества высокоточных резисторов, повышенные требования к точности разводки схем и.т.д.

Анализ аналоговых и аналого - цифровых БМК показывает, что в зависимости от предполагаемой области применения возможно применение всех существующих на сегодняшний день базовых технологий. Однако, для обоснованного выбора базового технологического процесса требуется классифицировать множество БМК по предполагаемой области их применения и по технологическим признакам:

1. Аналоговые БМК

1.1. Аналоговые БМК на основе биполярной технологии

1.2. Аналоговые БМК на основе биполярной технологии с добавлением МОП - элементов

2. Аналого - цифровые БМК

2.1. Аналого - цифровые БМК на основе КМОП технологии

2.2. Аналого - цифровые БМК на основе КМОП технологии с добавлением биполярных элементов

2.3. БиКМОП аналого - цифровые БМК

При проектировании АЦ БМК целесообразно придерживаться следующих шагов:

  1. определение области применения аналого - цифрового БМК и выбор его оптимальной конструкции;
  2. проведение конструктивной разработки аналого - цифрового БМК, ориентированного на использование в ранее определённых областях применения;
  3. составление и оптимизация компонентного состава аналого - цифрового БМК.

У нас в стране и зарубежом давно существует устойчивый интерес к аналоговым и аналого - цифровым БМК. Вместе с тем в отличие от Ц БМК вопросы конструкции АЦ БМК и как частного случая аналоговых БМК изучены слабо. Однако определение набора, выбор конструкции базовых ячеек и последующая разработка конструкции АЦ БМК - наиболее ответственный этап его проектирования, так как от этого зависят не только характеристики конкретного АЦ МЭУ, но и сама возможность его реализации.


Библиографическая ссылка

Воробьев А.Д. РЕАЛИЗАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ НА ОСНОВЕ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ БАЗОВЫХ МАТРИЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 1. – С. 89-90;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=7889 (дата обращения: 28.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074