Bài giảng Thiết kế IC

Chia sẻ: Thị Huyền | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:324

Thêm vào BST

Báo xấu

143
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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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