История развития интегральных схем. Назначение, принцип работы, параметры, ведущие производители ПЛИС. Влияние развития ПЛИС на конструирование и технологию печатного узла. Разработка конструкции, удовлетворяющей требованиям целостности сигнала и питания.
Аннотация к работе
СОДTRIALИЕ:
Введение1.2 ПЛИС их назначение принцип работы, их параметры, ведущие производители 1.3 Влияние развития ПЛИС на конструирование и технологию печатного узла Анализ ПЛИС серии XLINX Spartan 3-A 2.1 Описание серии XLINX Spartan 3-A 2.2 Особенности обеспечения целостности сигнала 2.3 Выводы Разработка метода обеспечения целостности сигнала и питания 3.1 Выполнение расчетов по параметрам линии передачи Разработка конструкции ПП удовлетворяющей требованиям целостности сигнала и питанияДля этого улучшаются характеристики и параметры элементов и интегральных микросхем, также происходит их оптимизация. Однако, при переходе работы устройств в наносекундный диапазон возникают новые проблемы, связанные с искажением сигналов в линиях связи. С повышением быстродействия логических схем скорость преобразования информации приближается к скорости ее передачи, а при задержках логических элементов становится сравнимой с ней.В зависимости от степени интеграции применяются следующие названия интегральных схем: ? малая интегральная схема (МИС) - до 100 элементов в кристалле, ? средняя интегральная схема (СИС) - до 1000 элементов в кристалле, ? большая интегральная схема (БИС) - до 10 тыс. элементов в кристалле, ? сверхбольшая интегральная схема (СБИС) - более 10 тыс. элементов в кристалле. Кроме того, увеличивается производительность электронных устройств, соответственно растет частота, и помехи генерируются на более высоких частотах, в результате чего расширяется пораженный помехами диапазон частот. Помехи от схемы внутри электронного устройства могут вызвать помехи в другой цепи в том же электронном устройстве. Помимо этих фильтров, которые используют преимущества неравномерного распределения частот помех, есть фильтры, которые используют преимущества разности напряжений (варисторы и т.д.) и фильтры, которые используют преимущества разницы проводимости режим Фильтры используются для помех, которые проходят через проводники, а экраны используются для помех, который проходит через пространство.Скорость передачи данных в современных печатных платах постоянно растет, и сегодня она может измеряться в сотнях мегагерц (DDR) и даже в гигагерцах (Ethernet), что накладывает особые требования к конструкции и, соответственно, инструментам разработки конструкции, т.е. При проектировании высокоскоростных цифровых устройств, в отличие от цифровых устройств, работающих на низкой рабочей частоте, особое значение приобретает учет характера пассивных элементов цепи, в том числе соединительных проводов, печатных плат и корпусов интегральных схем, которые являются элементами конструкции цифрового устройства.Минимальная ширина проводников, определяемая допустимой плотностью тока ?, допустимым падением напряжения ?U. Ширину проводника b рассчитывают и выбирают в зависимости от допустимой токовой нагрузки, свойств токопроводящего материала, температуры окружающей среды при эксплуатации и пр. b ? ? max , где ? t - минимальная допустимая ширина проводника, ? - максимальная плотность тока для печатных проводников (принимаем ? = 20 А/мм2 ), ? - суммарная толщина проводника. Минимальная ширина проводника составляет 0,014 мм. С = 8,85??’СГ ?l, где ?’ определяется по ?1,?2 - относительная диэлектрическая проницаемость материалов платы и среды, граничащих с проводниками; СГ - емкостной коэффициент; l - длина проводников, образующих емкость.Если мы имеем глубокое представление о полном сопротивлении и сможем установить при конструировании соответствие параметров конструкции печатной платы и соответствующих полных сопротивлений, то можно устранить проблемы целостности сигнала на этапе проектирования. Ситуация меняется при увеличении размеров платы, когда возрастает вероятность совпадения частоты собственного механического резонанса платы с какой-либо из частот диапазона механических воздействий на аппаратуру, возникающих как при ее транспортировке от изготовителя к заказчику, так и в процессе эксплуатации. Конструктор печатных плат должен иметь в виду, что элементы, смонтированные на плате, могут при этом испытывать значительно более высокие ускорения, чем аппаратура в целом. Увеличение ускорений зависит, кроме всего прочего, от соотношения между частотой внешних механических воздействий и резонансными частотами различных элементов, передающих эти механические воздействия к элементам на плате (стойка - шасси - плата - элемент). Если расстояния между платами невелики и отсутствуют изолирующие прокладки под элементами, при изгибе платы может произойти кратковременное короткое замыкание между неизолированным корпусом или выводом элемента платы и стороной пайки соседней платы.Компания Atmel не имеет развитой линейки ПЛИС, а компания Actel больше специализируется на производстве ПЛИС для военной и аэрокосмической отраслей. В настоящее время рынок сделал выбор в пользу SRAM - теперь на долю этой технологии, согласно информации о доходах поставщиков, приходится около 90% рынка.