微電子技術(shù)的發(fā)展,使微電子設(shè)備的能耗得到了極大地降低,從而開始進(jìn)入了工業(yè)應(yīng)用。傳統(tǒng)的微電子技術(shù)大致可以分為傳統(tǒng)電路和集成電路。傳統(tǒng)電路,顧名思義就是我們常說的單片機(jī)等系統(tǒng)。它為我們提供電子元器件,組合起來就可以完成以前需要幾百人一起才能完成的工作。人們之所以需要集成電路,也是為了節(jié)約人工,提高效率。
因此,集成電路應(yīng)用的可替代性很高,單片機(jī)就能完成的事情,隨著集成電路的廣泛使用,人們會發(fā)現(xiàn)集成電路可以有非常多的實(shí)現(xiàn)方式,相當(dāng)于集成電路的壽命越來越長。我們不需要為了搞清楚一塊電路是怎么工作的而花費(fèi)大量的時(shí)間和人力,我們只需要知道,基本的邏輯方式,給我們一個(gè)引腳,我們可以把它們組合起來完成我們需要的工作。問題來了,如何把每個(gè)基本的邏輯方式的組合起來,就是我們需要的邏輯電路結(jié)構(gòu)呢?
這個(gè)就不簡單了,像典型的集成電路設(shè)計(jì)(7nm等),單片機(jī)已經(jīng)很難滿足我們的需求,大部分企業(yè)都只有單片機(jī)和pcb(路基板)電路的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),比如臺積電,高通。另外一方面,單片機(jī)本身有很多的電路設(shè)計(jì),比如語音解碼器,模擬多媒體轉(zhuǎn)換器,數(shù)字時(shí)鐘,門電路,數(shù)字地等等,也沒辦法簡單的通過組合起來,讓微電子設(shè)備內(nèi)部工作的電路結(jié)構(gòu)大致相同。實(shí)際上,這就是“一條龍”的困境了。
尤其是7nm等處理器工藝,那一排就是8+8+8+4+4+4。你連邏輯電路都能湊成一個(gè)門了,光是簡單的集成電路電路結(jié)構(gòu)都相當(dāng)于重造一套一模一樣的產(chǎn)品了。這個(gè)就麻煩了,因?yàn)?a target="_blank">arm,pa等都離不開三級甚至四級邏輯電路結(jié)構(gòu),那我們到底應(yīng)該怎么做呢?我們既然決定搞設(shè)計(jì),那應(yīng)該先從理論開始吧。先了解什么是邏輯電路。舉個(gè)簡單的例子,微電子設(shè)計(jì)師想把一堆電路組成一個(gè)可用的電路,關(guān)鍵看有幾個(gè)漏電(電源),它對電路質(zhì)量的影響有多大,你能預(yù)判到這個(gè)數(shù)么?
如果沒有,你可以隨便組合邏輯電路。這樣一來,邏輯電路的實(shí)現(xiàn)就變得極其的簡單。接下來來分析電路如何組成的。下圖就是一個(gè)比較基本的二級放大器結(jié)構(gòu)的電路。加上配套工具是什么樣的效果呢?我們看下圖的電路,第一個(gè)信號從左邊進(jìn)入到了邏輯電路,我們看第一個(gè)表達(dá)式是怎么生成的:有,為了看這個(gè)公式,我們再移動下鼠標(biāo)。第二個(gè)輸入電路是有,先有,然后由于邏輯電路的存在,這個(gè)左邊的高電平電路和左邊的低電平電路也是邏輯電路。這兩個(gè)電路兩個(gè)電路的最高點(diǎn)都是中間的右邊電路的高電平,這時(shí)第二個(gè)電路的電路信號是高電平,第三個(gè)電路的信號是低電平。因此,邏輯電路的輸入就是第一個(gè)電路電壓。
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