Logika nieregularna


 

Intel 4004

Układ 4004 był układem scalonym o logice nieregularnej, a zatem innym typem obwodu scalonego niż obwody pamięciowe, które wykorzystywały kilka powtarzających się w kółko sieci logicznych. W firmie Intel produkującej pamięci nie było odpowiedniego doświadczenia w projektowaniu logiki nieregularnej. Co więcej technologia bramki krzemowej wymagała innego sposobu projektowania i strategii rozkładu elementów dla nieregularnej logiki niż technologia MOS bramki aluminiowej.

W roku 1970 istniały jedynie dwie firmy posiadające technologię wytwarzania bramek krzemowych - Fairchild oraz Intel. Inżynierowie z Fairchild sprzeciwiali się stosowaniu procesu bramki krzemowej z powodu niemożności wytworzenia elementów o obciążeniu bootstrap, a obszar zajmowany przez obwody logiki nieregularnej był prawie taki sam jak przy zastosowaniu bramki metalowej, pomimo tego Faggin był za stosowaniem nowej technologii. Odkrył on, iż powodem nie spełniania przez bramkę krzemową pokładanych w niej nadziei było to, iż inżynierowie przenosili bezmyślnie ten sam układ obwodów co przy bramce metalowej ubierając je jedynie w nowe szaty bramki krzemowej bez koniecznego przemyślenia całego problemu. Bramka krzemowa różniła się w wystarczającym stopniu, aby nie działały z nią stare sztuczki i wymagała nowych. Na kilka miesięcy przed opuszczeniem firmy Fairchild odkrył również sposób tworzenia elementów o obciążeniu bootstrap, usuwając wszystkie przeszkody na drodze używania technologii bramki krzemowej.

Biegłość Faggina w technologii bramki krzemowej, architekturze komputerów, projektowaniu logiki i obwodów dała mu dogodny punkt oparcia przy tworzeniu metodologii najlepiej wyważonej pod względem różnych czynników. Metodologia ta rozpoczynała się od zmniejszania liczby tłumaczeń niezbędnych przy projektowaniu układu scalonego w celu osiągnięcia najbardziej efektywnego projektu z możliwych (najszybszego, o najniższej mocy pobieranej z zasilania i o najmniejszym obszarze układu).

W 1970 roku typowy przebieg projektu składał się z opracowania najpierw struktury logicznej, następnie z opracowania obwodu i w końcu rozmieszczenia elementów na powierzchni struktury. W każdym kroku robiono tłumaczenie z języka bramek logicznych, który jest symboliczny, na język obwodu zbudowany z pojedynczych tranzystorów i stosujący inne symbole; a następnie z tranzystorów wraz z ich połączeniami na geometryczny układ ich rozkładu na strukturze układu scalonego. W każdym z tych kroków korzystano z pracowników o innych zdolnościach, z tego powodu nigdy nie dokonano w pełni zjednoczenia poszczególnych faz projektowania. Faggin połączył na jednym schemacie logikę, projekt obwodu oraz kluczowe elementy topologii rozmieszczenia, jak kolejność linii sygnałowych i pozycje bramek. Stosował kilka standardowych rodzajów obwodu wraz z metodami umożliwiającymi szybkie określenie wymiarów tranzystorów na podstawie czynników obciążenia, które można było odczytać z rozsądną dokładnością z samego schematu. Rozkład rozpoczynał się od siatki linii z aluminium i krzemu przenoszących kluczowe sygnały, a obwody "upychano" pod spodem odzwierciedlając najbardziej jak tylko możliwe ich przestrzenne położenie na schemacie.

Intel 8008

Faggin zastosował swoją metodologię również w układzie 8008, pierwszym na świecie mikroprocesorze 8 bitowym. Układ 8008, którego architektura pochodziła z firmy Computer Terminal Corp., został zaprojektowany zarówno w firmie Intel z bramką krzemową oraz w Texas Instrument z bramką aluminiową. Powierzchnia układu TI - nigdy nie działającego - była 2,5 razy większa od wersji Intela, co w jasny sposób demonstruje wyższość gęstości upakowania elementów w technologii bramki krzemowej połączonej z metodologią Faggina. Faggin zastosował również tę samą metodologię przy projektowaniu mikroprocesora 8080.




List do administratora Serwisu Edukacyjnego Nauczycieli I LO

Twój email: (jeśli chcesz otrzymać odpowiedź)
Temat:
Uwaga: ← tutaj wpisz wyraz  ilo , inaczej list zostanie zignorowany

Poniżej wpisz swoje uwagi lub pytania dotyczące tego rozdziału (max. 2048 znaków).

Liczba znaków do wykorzystania: 2048

 

W związku z dużą liczbą listów do naszego serwisu edukacyjnego nie będziemy udzielać odpowiedzi na prośby rozwiązywania zadań, pisania programów zaliczeniowych, przesyłania materiałów czy też tłumaczenia zagadnień szeroko opisywanych w podręcznikach.



   I Liceum Ogólnokształcące   
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie

©2018 mgr Jerzy Wałaszek

Dokument ten rozpowszechniany jest zgodnie z zasadami licencji
GNU Free Documentation License.