[资料]第一讲因芯片概述
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芯⽚制造流程详解,具体到每⼀个步骤这篇要讨论的重点则是半导体产业从上游到下游到底在做些什么。
先来看⼀下关联图:图⽚来源:⾃制我们先从⼤⽅向了解,之后再局部解说。
半导体产业最上游是IC设计公司与硅晶圆制造公司,IC设公司计依客户的需求设计出电路图,硅晶圆制造公司则以多晶硅为原料制造出硅晶圆。
中游的IC制造公司主要的任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的晶圆上。
完成后的晶圆再送往下游的IC封测⼚实施封装与测试,即⼤功告成啰!局部解说开始!(1)硅晶圆制造半导体产业的最上游是硅晶圆制造。
事实上,上游的硅晶圆产业⼜是由三个⼦产业形成的,依序为硅的初步纯化→多晶硅的制造→硅晶圆制造。
硅的初步纯化:将⽯英砂(SiO2)转化成冶⾦级硅(硅纯度98%以上)。
⽯英砂。
资料来源:农村信息⽹多晶硅的制造:将冶⾦级硅制成多晶硅。
这⾥的多晶硅可分成两种:⾼纯度(99.999999999%,11N)与低纯度(99.99999%,7N)两种。
⾼纯度是⽤来制做IC等精密电路IC,俗称半导体等级多晶硅;低纯度则是⽤来制做太阳能电池的,俗称太阳能等级多晶硅。
多晶硅。
资料来源:太阳能单多晶硅材料硅晶圆制造:将多晶硅制成硅晶圆。
硅晶圆⼜可分成单晶硅晶圆与多晶硅晶圆两种。
⼀般来说,IC制造⽤的硅晶圆都是单晶硅晶圆,⽽太阳能电池制造⽤的硅晶圆则是单晶硅晶圆与多晶硅晶圆皆有。
⼀般来说,单晶硅的效率会较多晶硅⾼,当然成本也较⾼。
硅晶圆。
资料来源:台湾研准股份有限公司(2)IC设计前⾯提到硅晶圆制造,投⼊的是⽯英砂,产出的是硅晶圆。
IC设计的投⼊则是「好⼈」们超强的脑⼒(和肝),产出则是电路图,最后制成光罩送往IC制造公司,就功德圆满了!不过,要让理⼯科以外的⼈了解IC设计并不是件容易的事(就像要让念理⼯的⼈了解复杂的衍⽣性⾦融商品⼀样),作者必需要经过多次外出取材才有办法办到。
这⾥先⼤概是⼀下观念,请⼤家发挥⼀下你们强⼤的想像⼒!简单来讲,IC设计可分成⼏个步骤,依序为:规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。
NE555引脚功能及应用NE555为8脚时基集成电路,各脚主要功能(集成块图在下面)1地GND 2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值)7放电8电源电压Vcc应用十分广泛,可装如下几种电路:1。
单稳类-----作用:定延时,消抖动,分(倍)频,脉冲输出,速率检测等。
2。
双稳类-----作用:比较器,锁存器,反相器,方波输出及整形等。
3。
无稳类-----作用:方波输出,电源变换,音响报警,玩具,电控测量,定时等。
我们知道,555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如:多个单稳、多个双稳、单稳和无稳,双稳和无稳的组合等。
这样一来,电路变的更加复杂。
为了便于我们分析和识别电路,更好的理解555电路,这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳,把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。
每个电路除画出它的标准图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途。
方便大家识别、分析555电路。
下面将分别介绍这3类电路。
单稳类电路:单稳工作方式,它可分为3种。
见图示。
第1种(图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种(图2)是脉冲启动型单稳,也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”,都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件,具有最简单的形式;1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种(图3)是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多,都比较复杂。
为简单起见,我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1.3.1;使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
NE555中文资料详解555芯片引脚图及引脚描述555的8脚是集成电路工作电压输入端,电压为5~18V,以UCC表示;从分压器上看出,上比较器6脚A1的5脚接在R1和R2之间,所以5脚的电压固定在2UCC/3上;下比较器A2接在R2与R3之间,A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。
NE555管脚功能介绍:1脚为地。
2脚为触发输入端;3脚为输出端,输出的电平状态受触发器控制,而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。
当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时,触发器被置于复位状态,3脚输出低电平;2脚和6脚是互补的,2脚只对低电平起作用,高电平对它不起作用,即电压小于1Ucc/3,此时3脚输出高电平。
6脚为阈值端,只对高电平起作用,低电平对它不起作用,即输入电压大于2Ucc/3,称高触发端,3脚输出低电平,但有一个先决条件,即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。
3脚在高电位接近电源电压Ucc,输出电流最大可打200mA。
4脚是复位端,当4脚电位小于0.4V时,不管2、6脚状态如何,输出端3脚都输出低电平。
5脚是控制端。
7脚称放电端,与3脚输出同步,输出电平一致,但7脚并不输出电流,所以3脚称为实高(或低)、7脚称为虚高。
1555集成电路的框图及工作原理555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。
但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。
此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。
由于它工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被广泛用于各种电子产品中,555集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体,如图1所示。
555芯片管脚介绍555集成电路是8脚封装,双列直插型,如图2(A)所示,按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。
计算机术语名词解释第一讲:CPU术语解释(一)一、CPU术语解释3DNow!: (3D no waiting)AMD公司开发deSIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算de速度,它de指令数为21条.ALU: (Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元)在处理器之中用于计算de那一部分,与其同级de有数据传输单元和分支单元.BGA:(Ball Grid Array,球状矩阵排列)一种芯片封装形式,例:82443BX.BHT: (branch prediction table,分支预测表)处理器用于决定分支行动方向de数值表.BPU:(Branch Processing Unit,分支处理单元)CPU中用来做分支处理de那一个区域.Brach Pediction:(分支预测)从P5时代开始de一种先进de数据处理方法,由CPU来判断程序分支de进行方向,能够更快运算速度.CMOS:(Complementary metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)它是一类特殊de芯片,最常见de用途是主板deBIOS(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统).CISC: (Complex Instruction Set Computing,复杂指令集计算机)相对于RISC 而言,它de指令位数较长,所以称为复杂指令.如:x86指令长度为87位.COB: (Cache on board,板上集成缓存)在处理器卡上集成de缓存,通常指de 是二级缓存,例:奔腾IICOD: (Cache on Die,芯片内集成缓存)在处理器芯片内部集成de缓存,通常指de是二级缓存,例:PGA赛扬370CPGA: (Ceramic Pin Grid Array,陶瓷针型栅格阵列)一种芯片封装形式.CPU: (Center Processing Unit,中央处理器)计算机系统de大脑,用于控制和管理整个机器de运作,并执行计算任务.Data Forwarding:(数据前送)CPU在一个时钟周期内,把一个单元de输出值内容拷贝到另一个单元de输入值中.Decode:(指令解码)由于X86指令de长度不一致,必须用一个单元进行“翻译”,真正de内核按翻译后要求来工作.EC: (Embedded Controller,嵌入式控制器)在一组特定系统中,新增到固定位置,完成一定任务de控制装置就称为嵌入式控制器.Embedded Chips: (嵌入式)一种特殊用途deCPU,通常放在非计算机系统,如:家用电器.EPIC: (explicitly parallel instruction code,并行指令代码)英特尔de64位芯片架构,本身不能执行x86指令,但能通过译码器来兼容旧有dex86指令,只是运算速度比真正de32位芯片有所下降.FADD:(Floationg Point Addition,浮点加)FCPGA(Flip Chip Pin Grid Array,反转芯片针脚栅格阵列)一种芯片封装形式,例:奔腾III 370.FDIV:(Floationg Point Divide,浮点除)FEMMS(Fast Entry/Exit Multimedia State,快速进入/退出多媒体状态)在多能奔腾之中,MMX和浮点单元是不能同时运行de.新de芯片加快了两者之间de切换,这就是 FEMMS.FFT:(fast Fourier transform,快速热欧姆转换)一种复杂de算法,可以测试CPUde浮点能力.FID: (FID:Frequency identify,频率鉴别号码)奔腾III通过ID 号来检查CPU频率de方法,能够有效防止Remark.FIFO: (First Input First Output,先入先出队列)这是一种传统de按序执行方法,先进入de指令先完成并引退,跟着才执行第二条指令.FLOP: (Floating Point Operations Per Second,浮点操作/秒)计算CPU浮点能力de一个单位.FMUL: (Floationg Point Multiplication,浮点乘)FPU: (Float Point Unit,浮点运算单元)FPU是专用于浮点运算de 处理器,以前deFPU是一种单独芯片,在486之后,英特尔把FPU与集成在CPU之内.FSUB: (Floationg Point Subtraction,浮点减)HL-PBGA:(表面黏著、高耐热、轻薄型塑胶球状矩阵封装)一种芯片封装形式.IA: (Intel Architecture,英特尔架构)英特尔公司开发dex86芯片结构.ID:(identify,鉴别号码)用于判断不同芯片de识别代码.IMM:(Intel Mobile Module,英特尔移动模块)英特尔开发用于笔记本电脑de处理器模块,集成了CPU和其它控制设备.Instructions Cache:(指令缓存)由于系统主内存de速度较慢,当CPU读取指令de时候,会导致CPU停下来等待内存传输de情况.指令缓存就是在主内存与CPU之间增加一个快速de存储区域,即使CPU未要求到指令,主内存也会自动把指令预先送到指令缓存,当CPU要求到指令时,可以直接从指令缓存中读出,无须再存取主内存,减少了CPUde等待时间.Instruction Coloring:(指令分类)一种制造预测执行指令de技术,一旦预测判断被相应de指令决定以后,处理器就会相同de指令处理同类de判断.Instruction Issue:(指令发送)它是第一个CPU管道,用于接收内存送到de指令,并把它发到执行单元.IPC(Instructions Per Clock Cycle,指令/时钟周期)表示在一个时钟周期用可以完成de指令数目.KNI: (Katmai New Instructions,Katmai新指令集,即SSE) Latency(潜伏期)从字面上了解其含义是比较困难de,实际上,它表示完全执行一个指令所需de时钟周期,潜伏期越少越好.严格来说,潜伏期包括一个指令从接收到发送de全过程.现今de大多数x86指令都需要约5个时钟周期,但这些周期之中有部分是与其它指令交迭在一起de(并行处理),因此 CPU制造商宣传de潜伏期要比实际de时间长.LDT: (Lightning Data Transport,闪电数据传输总线)K8采用de 新型数据总线,外频在200MHz以上.MMX:(MultiMedia Extensions,多媒体扩展指令集)英特尔开发de最早期SIMD指令集,可以增强浮点和多媒体运算de速度.MFLOPS: (Million Floationg Point/Second,每秒百万个浮点操作)计算CPU浮点能力de一个单位,以百万条指令为基准.NI:(Non-Intel,非英特尔架构)除了英特尔之外,还有许多其它生产兼容x86体系de厂商,由于专利权de问题,它们de产品和英特尔系不一样,但仍然能运行x86指令.OLG A: (Organic Land Grid Array,基板栅格阵列)一种芯片封装形式.OoO: (Out of Order,乱序执行)Post-RISC芯片de特性之一,能够不按照程序提供de顺序完成计算任务,是一种加快处理器运算速度de架构.(电脑知识)PGA:(Pin-Grid Array,引脚网格阵列)一种芯片封装形式,缺点是耗电量大.Post-RISC:一种新型de处理器架构,它de内核是RISC,而外围是CISC,结合了两种架构de优点,拥有预测执行、处理器重命名等先进特性,如:Athlon.PSN: (Processor Serial numbers,处理器序列号)标识处理器特性de一组号码,包括主频、生产日期、生产编号等.PIB:(Processor In a Box,盒装处理器)CPU厂商正式在市面上发售de产品,通常要比OEM(Original Equipment Manufacturer,原始设备制造商)厂商流通到市场de散装芯片贵,但只有PIB拥有厂商正式de 保修权利.PPGA: (Plastic Pin Grid Array,塑胶针状矩阵封装)一种芯片封装形式,缺点是耗电量大.PQFP: (Plastic Quad Flat Package,塑料方块平面封装)一种芯片封装形式.RAW: (Read after Write,写后读)这是CPU乱序执行造成de错误,即在必要条件未成立之前,已经先写下结论,导致最终结果出错.Register Contention:(抢占寄存器)当寄存器de上一个写回任务未完成时,另一个指令征用此寄存器时出现de冲突.Register Pressure:(寄存器不足)软件算法执行时所需de寄存器数目受到限制.对于X86处理器来说,寄存器不足已经成为了它de最大特点,因此AMD才想在下一代芯片K8之中,增加寄存器de数量.Register Renaming:(寄存器重命名)把一个指令de输出值重新定位到一个任意de内部寄存器.在x86架构中,这类情况是常常出现de,如:一个fld或fxch或mov指令需要同一个目标寄存器时,就要动用到寄存器重命名.Remark:(芯片频率重标识)芯片制造商为了方便自己de产品定级,把大部分CPU都设置为可以自由调节倍频和外频,它在同一批CPU中选出好de定为较高de一级,性能不足de定位较低de一级,这些都在工厂内部完成,是合法de频率定位方法.但出厂以后,经销商把低档deCPU超频后,贴上新de标签,当成高档CPU卖de非法频率定位则称为Remark.因为生产商有权力改变自己de产品,而经销商这样做就是侵犯版权,不要以为只有软件才有版权,硬件也有版权呢.Resource contention:(资源冲突)当一个指令需要寄存器或管道时,它们被其它指令所用,处理器不能即时作出回应,这就是资源冲突.Retirement:(指令引退)当处理器执行过一条指令后,自动把它从调度进程中去掉.如果仅是指令完成,但仍留在调度进程中,亦不算是指令引退.RISC: (Reduced Instruction Set Computing,精简指令集计算机)一种指令长度较短de计算机,其运行速度比CISC要快.SEC:(Single Edge Connector,单边连接器)一种处理器de模块,如:奔腾II.SIMD: (Single Instruction Multip le Data,单指令多数据流)能够复制多个操作,并把它们打包在大型寄存器de一组指令集,例:3DNow!、SSE.SiO2F: (Fluorided Silicon Oxide,二氧氟化硅)制造电子元件才需要用到de材料.SOI:(Silicon on insulator,绝缘体硅片)SONC(System on a chip,系统集成芯片)在一个处理器中集成多种功能,如:Cyrix MediaGX.SPEC: (System Performance eva luation Corporation,系统性能评估测试)测试系统总体性能deBenchmark.Speculative execution:(预测执行)一个用于执行未明指令流de 区域.当分支指令发出之后,传统处理器在未收到正确de反馈信息之前,是不能做任何工作de,而具有预测执行能力 de新型处理器,可以估计即将执行de指令,采用预先计算de方法来加快整个处理过程.SQRT:(Square Root Calculations,平方根计算)一种复杂de运算,可以考验CPUde浮点能力.SSE: (Streaming SIMD Extensions,单一指令多数据流扩展)英特尔开发de第二代SIMD指令集,有70条指令,可以增强浮点和多媒体运算de 速度.Superscalar:(超标量体系结构)在同一时钟周期可以执行多条指令流de处理器架构.TCP:(Tape Carrier Package,薄膜封装)一种芯片封装形式,特点是发热小.Throughput:(吞吐量)它包括两种含义:第一种:执行一条指令所需de最少时钟周期数,越少越好.执行de速度越快,下一条指令和它抢占资源de机率也越少.第二种:在一定时间内可以执行最多指令数,当然是越大越好.TLBs: (Translate Look side Buffers,翻译旁视缓冲器)用于存储指令和输入/输出数值de区域.VALU: (Vector Arithmetic Logic Unit,向量算术逻辑单元)在处理器中用于向量运算de部分.VLIW: (Very Long Instruction Word,超长指令字)一种非常长de 指令组合,它把许多条指令连在一起,增加了运算de速度.VPU: (Vector Permutate Unit,向量排列单元)在处理器中用于排列数据de部分.二、硬盘术语解释硬盘de转速(Rotationl Speed):也就是硬盘电机主轴de转速,转速是决定硬盘内部传输率de关键因素之一,它de快慢在很大程度上影响了硬盘de速度,同时转速de快慢也是区分硬盘档次 de重要标志之一.硬盘de主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方.要将所要存取资料de扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短.因此转速在很大程度上决定了硬盘de速度.目前市场上常见de 硬盘转速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm.理论上,转速越快越好.因为较高de转速可缩短硬盘de平均寻道时间和实际读写时间.可是转速越快发热量越大,不利于散热.现在de主流硬盘转速一般为7200rpm以上.随着硬盘容量de不断增大,硬盘de转速也在不断提高.然而,转速de提高也带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面影响.于是,应用在精密机械工业上de液态轴承马达(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬盘技术中.液态轴承马达使用de是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠.这样可以避免金属面de直接磨擦,将噪声及温度被减至最低;同时油膜可有效吸收震动,使抗震能力得到提高;更可减少磨损,提高寿命.平均寻道时间(Average seek time):指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用de时间,它描述硬盘读取数据de能力,单位为毫秒.当单碟片容量增大时,磁头de 寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度.目前市场上主流硬盘de平均寻道时间一般在9ms以下,大于10msde硬盘属于较早 de产品,一般不值得购买.平均潜伏时间(Average latency time):指当磁头移动到数据所在de磁道后,然后等待所要de数据块继续转动到磁头下de时间,一般在2ms-6ms之间.平均访问时间(Average access time):指磁头找到指定数据de平均时间,通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和.平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用de时间,越短de平均访问时间越好,一般在11ms-18ms之间.注意:现在不少硬盘广告之中所说de平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替de.突发数据传输率(Burst data transfer rate):指de是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据de最高速率.也叫外部数据传输率(External data transfer rate).目前采用UDMA/66技术de硬盘de外部传输率已经达到了66.6MB/s.最大内部数据传输率(Internal data transfer rate):指磁头至硬盘缓存间de最大数据传输率,一般取决于硬盘de盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上de数据间隔度).也叫持续数据传输率(sustained transfer rate).一般采用UDMA/66技术de硬盘de内部传输率也不过25-30MB/s,只有极少数产品超过30MB/s,由于内部数据传输率才是系统真正de瓶颈,因此大家在购买时要分清这两个概念.不过一般来讲,硬盘de转速相同时,单碟容量大de内部传输率高;在单碟容量相同时,转速高de硬盘 de内部传输率高.自动检测分析及报告技术(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,简称S.M.A.R.T):现在出厂de硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技来源: 推荐臂力论文网:。