从IC的应用看现代电子计的特点.ppt

从IC的应用 看现代电子设计的特点 一、电子器件的发展 1、分立元件时代 普通常规电路器件 电阻 电容 电感 有源放大器件 电子管：1904，电子学、电子技术初见曙光 晶体管：物理学的成果（量子物理、固体物理） 物理学家的贡献（肖克莱、巴丁 1947） 现代电子器件的基本元胞 集成电路的诞生 1958 2、集成电路的发展 以存储器为例： 1965年，快捷公司的施密特 (J. D. Schmidt) 使用金属氧化物半导体技术做成实验性的随机存取存储器。 1969年，英特尔公司推出第一个256位元随机存取存储器商业性产品 。 1969年，IBM的迪纳 (R. H. Dennard) 发明了只需一个三极管和一个电容器，就可以储存一个位元记忆单元的动态随机存取存储器； 现今半导体制程的发展常以的容量为指标。大致而言： 1970年就有1K的产品； 1974年进步到4K (线宽十微米)； 1976年16K （五微米）； 1979年64K (三微米)； 1983年256K （一点五微米）； 1986年1M （一点二微米）； 1989年4M (零点八微米)；1992年16M (零点五微米)； 1995年64M (零点三五微米)； 1998年到256M (零点二五微米)； 大约每三年进步一个世代。 二、集成电路发展对电子技术和电子行业的影响 IC从量变到质变 六十年代出现的IC(集成电路)是电子技术发展史上的里程碑。如此重要的历史意义只是在近十多年来才意识到的。这是因为IC并不会满足电路的集成，不会满足摩尔先生揭示的量变集成规律（每18个月集成度会翻一番，价格要降一倍），它还要变成一个吞噬专家知识的黑洞。从电路集成发展到如今的知识集成．体现了IC集成从量变到质变的过程 IC发展的历史 IC从诞生之日到现在已历经了4个技术年代： 电路集成(CI)； 功能集成(FI)； 技术集成(TI)； 知识集成(KI) 。 电路集成(CI) CI的标志是： 分立电路的半导体集成化探索； 大量通用数字电路的集成。 在电路集成时代，系统的品质、性能由系统设计专家的才能决定，IC的出现解放了专家，使专家从许多繁琐的电路设计中解放出来，可以有更多的精力来提高系统的电气品质。 ； 功能集成（FI） FI的标志是大量功能电路的模块化电路集成，例如A／D，D／A转换器，测量放大器。 功能集成除了电路集成外，还须有满足功能电路要求的许多专家知识。 功能集成时代，许多大规模功能电路出现，使专家们很客易设计出前所未有的新产品系统； 技术集成（TI） TI的标志是满足特定产品系统要求的电路、功能、技术的综合集成。 许多单片形态的产品IC，如收音机、计算机、万用表的专用IC都可称作技术集成类IC产品。 在技术集成年代，把许多专家精心设计的关键技术集成在器件中，人们逐渐进入崇尚器件解决的IC拜物主义时代，系统设计的专家出现困惑：作为电子专家还有什麽作为？ 知识集成（KI） KI的最重要特点是智能化集成，是计算机的软，硬件集成。 目前最重要的形态是单片机应用系统软硬件的片上系统集成(Systm-on-chip)。 进入知识集成时代，人们设计产品系统时，不再寻找专家，而是寻找系统集成的软，硬件平台。许多关键技术（如可靠性设计，低功耗设计、电源管理，参数补偿及校正等）都在IC及软、硬件平台中解决，不再走专家解决的道路。 传统领域的大量专家面临贫困、失业！ 非传统领域的技术人员可以非常方便的在IC层次上进行技术的集成创新。 嵌入式系统集成器件 嵌入式系统集成器件是以计算机或CPU为核心的集成器件。器件中除计算机CPU外，还有一些计算机或CPU外围单元。嵌入式系统集成器件是构成现代电子系统的核心器件。 嵌入式系统外围集成器件是一类与嵌入式系统器件配套的集成电路，大多是带有标准并行总线、串行总线接口的器件，如ADC,DAC、计数器、I/0接口、LED/LGD显示驱动器、日历时钟、存储器等。 其中的CPU核心提供了系统智能化的功能基础。 三、从经典电子设计到现代电子设计 计算机技术与微电子技术推动了经典电子系统向现代电子系统的发展。 1. 经典电子系统及其特点 经典电子系统是由分立电子器件、功能集成或半定制集成电路构成的电子系统。它具有以下4个特点: (1) 纯硬件电路系统; (2) 电子系统的功能完全由系统的器件选择和系统设计决定。系统设计完成后，产品功能无法改变; (3) 系统功能实现为实时的激励一响应模式，响应速度快; (4) 系统的可靠性完全取决于系统中各元器件的失效概率。 2. 现代电子系统及其特点 现代电子系统由嵌入式系统集成器件为核心构成。它具有以下5个特点: (1) 具有智能化基础。智能化的基础是系统的计算机嵌入。