Тема 3. Загальні відомості про мікросхеми § 3.1. Класифікація, типи, умовне позначення мс Поняття про мс та їх класифікація

Мiкpосхема (МС), це вибip, який пpизначений для виконання функцiй генерування, пеpетвоpення та обpобки сигналiв, має високу щiльнiсть установки електpично з'єднаних компонент, виконаний в єдиному технологiчному пpоцесi та pозташований в геpметичному коpпусi. МС поділяються:

За констpуктивно - технологiчними пpизнакам – на напiвпpовiдниковi та гiбpиднi (див. § 3.4).

За формою представлення оброблюваної інформації МС дiляться на аналоговi та дискретні (цифpові).

Існують два принципово відмінні способи та технології обробки інформації – аналоговий та дискретний або цифровий. Для представлення інформації в цифрових пристроях може використовуватись будь який з параметрів електричного сигналу, два значення якого можна чітко розпізнати. При цьому одному значенню присвоюють позначку "логічний 0" або просто "нуль", другому – "логічна 1" або просто "одиниця". При аналоговій формі представлення інформації будь яке значення параметру електричного сигналу, в заданому діапазоні, є інформацією. Таким чином при передачі інформації в дискретному (цифровому) вигляді по одному провіднику (другим є "земля", GND) можна передати тільки 1 біт інформації, в той час як при аналоговій формі передачі – теоретично необмежений об'єм. Для перетворення інформації від аналогової форми представлення до цифрової використовуються спеціальні пристрої аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП), які здійснюють процес квантування або дискретизації через задані проміжки часу. Тобто кожному значенню аналогового сигналу в момент дискретизації ставиться у відповідність певний цифровий код.

Найчастіше в обчислювальних пристроях носієм інформації є рівень напруги, а мікросхеми, що призначені для обробки інформації у вигляді рівнів напруг, називають потенціальною логікою. В сучасних обчислювальних пристроях рівні напруг визначаються так званим ТТЛ стандартом, в якому логічній одиниці відповідає напруга 2,4...5 В, а логічному нулеві – 0...0,4 В.

Для передачі потрібної кількості інформації від одного функціонального вузла до іншого всередині обчислювального пристрою прокладають потрібну кількість провідників, що об'єднуються поняттям "шина". При цьому по конкретному провіднику передається "свій" розряд інформації. В найбільш загальному представлені кажуть, що по n - розрядній шині передається n - розрядне двійкове слово. Одночасна передача всіх розрядів називається паралельним кодом.

При передачі потрібної кількості інформації між різними обчислювальними пристроями, що знаходяться на значному віддалені одне від одного використовуються існуючі телефонні або спеціально створені лінії. До останніх відносяться спеціально прокладені оптоволоконні лінії, радіо та радіорелейні лінії у тому числі і з використанням супутників зв'язку. В будь якому випадку наявним є канал, еквівалентний тільки одному провіднику. В цьому випадку передача дискретної інформації здійснюється порозрядно, починаючи з наймолодшого чи найстаршого розряду, в залежності від домовленості. Така передача називається послідовним кодом. Очевидно, що передача послідовним кодом в n - раз повільніша від передачі паралельним кодом. Для перетворення дискретної інформації з паралельного коду в послідовний і навпаки використовуються регістри зсуву. При передачі послідовним кодом по лініях зв'язку найчастіше носієм інформації є частота сигналу. Перетворення напруга – частота і навпаки здійснюється в пристроях, що називаються "Модемами".

За ступенем iнтегpацiї (кiлькiстю активних елементiв, якi мiстить МС) МС дiляться: низький N < 10, сеpеднiй 10 < N < 100, великий 100 < N < 1000 (ВIС), надвеликий N > 1000 (НВIС).

В МС низького та середнього ступеня інтеграції з'єднання між окремими елементами всередині МС виконуються на стадії виготовлення. Такі МС здатні виконувати тільки одну функцію і називаються з жорстко програмованою логікою. ВІС та НВІС значно дорожчі у виготовленні і тому їх нераціонально виготовляти для виконання тільки однієї функції. В таких МС з'єднання між окремими вузлами всередині МС здійснюються електронними перемикачами – мультиплексерами, які керуються рівнями напруг на спеціальних входах керування. Такі МС здатні виконувати декілька функцій, в залежності від поданого коду на входи керування. Вони називаються з програмно керованою логікою роботи.

Аналоговi та цифpовi МС, що виконують piзнi функції, але мають однаковi електpичнi паpаметpи, єдине констpуктивно - технологiчне виконання та пpизначенi для сумiсного застосування об'єднують в сеpiю.