Cechy produktu

Zgłoś błąd w informacjach o produkcie

Zobacz podobne

Dokumenty i multimedia

Klasyfikacje środowiskowe i eksportowe

układ scalony (IC), zwany także obwodem mikroelektronicznym, mikrochipem lub chipem, zespółelektronicznykomponenty, wykonane jako pojedyncza jednostka, w której zminiaturyzowane urządzenia aktywne (np.tranzystoryIdiody) i urządzenia pasywne (np.kondensatoryIrezystory), a ich wzajemne połączenia są zbudowane na cienkim podłożupółprzewodnikmateriał (zazwyczajkrzem).Wynikowyokrążeniejest zatem małymonolityczny„chip”, który może mieć wielkość zaledwie kilku centymetrów kwadratowych lub tylko kilku milimetrów kwadratowych.Poszczególne elementy obwodu mają zazwyczaj mikroskopijne rozmiary.

Zintegrowanyobwody mają swój początek w wynalazkutranzystorw 1947 r. oWilliama B. Shockleyai jego zespół wAmerykańskiej firmy telefonicznej i telegraficznej Laboratoria Bella.Zespół Shockleya (m.inJohna BardeenaIWaltera H. Brattaina) stwierdził, że w odpowiednich okolicznościachelektronyutworzyłby barierę na powierzchni niektórychkryształyi nauczyli się kontrolować przepływElektrycznośćprzezkryształmanipulując tą barierą.Kontrolowanie przepływu elektronów przez kryształ umożliwiło zespołowi stworzenie urządzenia, które może wykonywać pewne operacje elektryczne, takie jak wzmacnianie sygnału, które wcześniej wykonywały lampy próżniowe.Nazwali to urządzenie tranzystorem od kombinacji słówprzenosić Irezystor.Badanie metod tworzenia urządzeń elektronicznych przy użyciu materiałów stałych stało się znane jako półprzewodnikoweelektronika.Urządzenia półprzewodnikoweokazały się znacznie mocniejsze, łatwiejsze w obsłudze, bardziej niezawodne, znacznie mniejsze i tańsze niż lampy próżniowe.Używając tych samych zasad i materiałów, inżynierowie wkrótce nauczyli się tworzyć inne elementy elektryczne, takie jak rezystory i kondensatory.Teraz, gdy urządzenia elektryczne mogły być tak małe, największą częścią obwodu było niewygodne okablowanie między urządzeniami.

Podstawowe typy układów scalonych

Analogprzeciwobwody cyfrowe

AnalogObwody liniowe zazwyczaj wykorzystują tylko kilka elementów i dlatego stanowią jedne z najprostszych typów układów scalonych.Ogólnie rzecz biorąc, obwody analogowe są podłączone do urządzeń zbierających sygnały zśrodowiskolub wysyłać sygnały z powrotem do otoczenia.Na przykład:mikrofonprzetwarza zmieniające się dźwięki wokalu na sygnał elektryczny o zmiennym napięciu.Następnie obwód analogowy modyfikuje sygnał w użyteczny sposób, na przykład wzmacniając go lub filtrując z niepożądanego szumu.Taki sygnał mógłby zostać następnie wprowadzony z powrotem do głośnika, który odtworzyłby tony pierwotnie przechwycone przez mikrofon.Innym typowym zastosowaniem obwodu analogowego jest sterowanie jakimś urządzeniem w odpowiedzi na ciągłe zmiany w otoczeniu.Na przykład czujnik temperatury wysyła zmienny sygnał do:termostat, który można zaprogramować tak, aby włączał i wyłączał klimatyzator, grzejnik lub piekarnik po osiągnięciu określonego poziomu sygnałuwartość.

Z drugiej strony obwód cyfrowy jest zaprojektowany tak, aby akceptować tylko napięcia o określonych podanych wartościach.Obwód wykorzystujący tylko dwa stany nazywany jest obwodem binarnym.Projekt obwodu z wielkościami binarnymi, „włączony” i „wyłączony” reprezentującymi 1 i 0 (tzn. prawda i fałsz), wykorzystuje logikęAlgebra Boole’a.(Arytmetyka jest również wykonywana wbinarny system liczbowywykorzystując algebrę Boole'a.) Te podstawowe elementy są łączone w projektowaniu układów scalonych dla komputerów cyfrowych i powiązanych urządzeń w celu wykonywania pożądanych funkcji.

Mikroprocesorobwody

Mikroprocesorysą najbardziej skomplikowanymi układami scalonymi.Składają się z miliardówtranzystoryktóre zostały skonfigurowane jako tysiące pojedynczych plików cyfrowychobwody, z których każdy pełni określoną funkcję logiczną.Mikroprocesor jest zbudowany w całości z tych zsynchronizowanych ze sobą obwodów logicznych.Mikroprocesory zazwyczaj zawierająjednostka centralna(procesor) komputera.

Podobnie jak orkiestra marszowa, obwody spełniają swoją funkcję logiczną tylko na polecenie kapelmistrza.Kierownik zespołu w mikroprocesorze nazywa się, że tak powiem, zegarem.Zegar jest sygnałem, który szybko przełącza się pomiędzy dwoma stanami logicznymi.Za każdym razem, gdy zegar zmienia stan, każda logikaokrążeniew mikroprocesorze coś robi.Obliczenia można wykonać bardzo szybko, w zależności od szybkości (częstotliwości zegara) mikroprocesora.

Mikroprocesory zawierają pewne obwody, zwane rejestrami, które przechowują informacje.Rejestry to z góry określone lokalizacje pamięci.Każdy procesor ma wiele różnych typów rejestrów.Rejestry trwałe służą do przechowywania zaprogramowanych instrukcji wymaganych do różnych operacji (takich jak dodawanie i mnożenie).Rejestry tymczasowe przechowują numery, które mają być operowane, a także wynik.Inne przykłady rejestrów obejmują licznik programu (zwany także wskaźnikiem instrukcji), który zawiera adres w pamięci następnej instrukcji;wskaźnik stosu (zwany także rejestrem stosu), który zawiera adres ostatniej instrukcji umieszczonej w obszarze pamięci zwanym stosem;oraz rejestr adresu pamięci, który zawiera adres miejsca, w którymdanenad którym mają być prowadzone prace, lub gdzie będą przechowywane przetwarzane dane.

Mikroprocesory mogą wykonywać na danych miliardy operacji na sekundę.Oprócz komputerów powszechnie stosowane są mikroprocesorysystemy gier wideo,telewizory,kamery, Isamochody.

Pamięćobwody

Mikroprocesory zazwyczaj muszą przechowywać więcej danych, niż można zmieścić w kilku rejestrach.Te dodatkowe informacje są przenoszone do specjalnych obwodów pamięci.Pamięćskłada się z gęstych układów równoległych obwodów, które wykorzystują swoje stany napięcia do przechowywania informacji.Pamięć przechowuje także tymczasową sekwencję instrukcji lub programu dla mikroprocesora.

Producenci nieustannie starają się zmniejszać rozmiar obwodów pamięci, aby zwiększyć możliwości bez zwiększania przestrzeni.Ponadto mniejsze komponenty zazwyczaj zużywają mniej energii, działają wydajniej i są tańsze w produkcji.