Классификация микросхем

Классификация[ | ]

Степень интеграции

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

Ранее использовались также теперь уже устаревшие названия: ультрабольшая интегральная схема (УБИС) — от 1-10 млн до 1 млрд элементов в кристалле и, иногда, гигабольшая интегральная схема (ГБИС) — более 1 млрд элементов в кристалле. В настоящее время, в 2010-х, названия «УБИС» и «ГБИС» практически не используются, и все микросхемы с числом элементов более 10 тыс. относят к классу СБИС.

Технология изготовления

Гибридная микросборка STK403-090, извлечённая из корпуса

Полупроводниковая микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния, германия, арсенида галлия).

Подробнее см. Планарная технология

  • Плёночная интегральная микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок: толстоплёночная интегральная схема;
  • тонкоплёночная интегральная схема.

Гибридная микросхема (часто называемая микросборкой ), содержит несколько бескорпусных диодов, бескорпусных транзисторов и (или) других электронных активных компонентов. Также микросборка может включать в себя бескорпусные интегральные микросхемы. Пассивные компоненты микросборки (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) обычно изготавливаются методами тонкоплёночной или толстоплёночной технологий на общей, обычно керамической подложке гибридной микросхемы. Вся подложка с компонентами помещается в единый герметизированный корпус.
Смешанная микросхема — кроме полупроводникового кристалла, содержит тонкоплёночные (толстоплёночные) пассивные элементы, размещённые на поверхности кристалла.

Вид обрабатываемого сигнала

  • Аналоговые.
  • Цифровые.
  • Аналого-цифровые.

Аналоговые микросхемы — входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания.

Цифровые микросхемы — входные и выходные сигналы могут иметь два значения: логический ноль или логическая единица, каждому из которых соответствует определённый диапазон напряжения. Например, для микросхем типа ТТЛ при напряжении питания +5 В диапазон напряжения 0…0,4 В соответствует логическому нулю, а диапазон от 2,4 до 5 В — логической единице; для микросхем ЭСЛ-логики при напряжении питания −5,2 В диапазон от −0,8 до −1,03 В — логической единице, а от −1,6 до −1,75 В — логическому нулю.

Аналого-цифровые микросхемы совмещают в себе формы цифровой и аналоговой обработки сигналов, например, усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь.

Модульное выполнение

Термин «модульное выполнение» употребляется в документе ГОСТ Р 52003-2003 — «Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств. Термины и определения». В классификации по конструктивной сложности РЭС можно разделить на средства в модульном и немодульном исполнении. Уровни разукрупнения РЭС в немодульном исполнении по конструктивной сложности включают шкаф, блок и ячейку. Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств в модульном исполнении по конструктивной сложности включают электронный модуль; унифицированный электронный модуль; стандартный электронный модуль; специализированный стандартный электронный модуль и модули 3, 2, 1-го и нулевого уровня.

Магистрально-модульное исполнение радиоэлектронного средства — конструктивно-технологический метод создания радиоэлектронного средства в модульном исполнении с использованием рациональной структуры соединения и коммутации его составных частей, обеспечивающий взаимозаменяемость радиоэлектронных средств и их составных частей, а также техническую совместимость в соответствии с заданными требованиями к их разработке .

Можно дать и еще одно определение, содержащееся в ГОСТ 25804.1-83 «Аппаратура, приборы, устройства и оборудование систем управления технологическими процессами атомных электростанций. Основные положения» :

Модульное исполнение — конструктивное исполнение систем и элементов управления технологическими процессами атомных электростанций, при котором аппаратура, приборы, устройства и оборудование компонуются в единой несущей конструкции (модуле) и изготавливаются по самостоятельным ТУ.

1.6. Общие требования к расходным материалам

Основные разновидности жидких химических реактивов, используемых в производстве изделий полупроводниковой электроники. Требования к качеству химических реактивов. Описание процессов адсорбции с помощью уравнения Генри, включая область малых концентраций примесей. Особенности адсорбции примесей на поверхности полупроводника. Механизмы воздействия процессов адсорбции на качество ИМС. Классы чистоты жидких химических реактивов по стандартам ASTM и ГОСТ.

Хранение, расфасовка и транспортировка химических реактивов. Ёмкости для хранения и транспортировки. Повышение требований к чистоте в соответствии со спецификацией SEMI. Устройства подачи химических реактивов на рабочие места. Требования к насосам.

Протекание процессов адсорбции примесей на поверхности подложек БИС и СИС описывается уравнением Генри:

Г = Zcb C                                                                                (1.8)

где    Г – величина адсорбции;

         Zc – адсорбционная ёмкость монослоя;

         b —  константа адсорбционного равновесия;

         С – концентрация примеси.

На рисунке 1.12 приведены графические зависимости величины адсорбции для двух примесей, отличающихся значениями b.

На рисунке 1.13 приведен пример современного оборудования для проведения процессов отмывки пластин.

14 Технология технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей — лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Рисунок 1.12 – Изотермы адсорбции примесей 1 и 2

Рисунок 1.13 – Установка финишной отмывки пластин

Монолитная интеграция

Планарная технология основана на окислении кремниевых подложек, которое представ­ляет собой относительно простой процесс. Скорость, с которой легирующие присадки проникают в кремний, значительно выше скорости их проникновения в оксид. Поэтому легирование имеет место только в тех местах, где в слое оксида имеются соответствующие окна. Точная геометрическая конфигурация, наносимого на подложку слоя оксида опреде­ляется конкретными конструктивными требо­ваниями к той или иной интегральной схеме. Все технологические процессы (окисление, травление, легирование и осаждение) выпол­няются последовательно в приповерхност­ном слое подложки (планарная технология).

Планарная технология позволяет произво­дить все компоненты схемы (резисторы, кон­денсаторы, диоды, транзисторы, тиристоры) и соединительные проводники, получать отдельные кремниевые кристаллы в едином производственном процессе. Новые полупро­водниковые устройства были объединены для производства монолитных интегральных схем (1C: интегральная схема).

Эта интеграция обычно охватывает ту или иную подсистему электронной схемы и во все большей степени включает всю систему: «си­стема на чипе».

В связи с постоянно возрастающей плотно­стью компонентов (плотностью интеграции), в конструкции все в большей степени исполь­зуется третье измерение, т.е. вертикальная плоскость. Это позволяет (особенно в обла­сти силовых электронных устройств) снизить сопротивление, уменьшить потери и достичь более высоких плотностей тока.

Производство.

Изготовление интегральной схемы может занимать до двух месяцев, поскольку некоторые области полупроводника нужно легировать с высокой точностью. В ходе процесса, называемого выращиванием, или вытягиванием, кристалла, сначала получают цилиндрическую заготовку кремния высокой чистоты. Из этого цилиндра нарезают пластины толщиной, например, 0,5 мм. Пластину в конечном счете режут на сотни маленьких кусочков, называемых чипами, каждый из которых в результате проведения описываемого ниже технологического процесса превращается в интегральную схему.

Процесс обработки чипов начинается с изготовления масок каждого слоя ИС. Выполняется крупномасштабный трафарет, имеющий форму квадрата площадью ок. 0,1 м2. На комплекте таких масок содержатся все составляющие части ИС: уровни диффузии, уровни межсоединений и т.п. Вся полученная структура фотографически уменьшается до размера кристаллика и воспроизводится послойно на стеклянной пластине. На поверхности кремниевой пластины выращивается тонкий слой двуокиси кремния. Каждая пластина покрывается светочувствительным материалом (фоторезистом) и экспонируется светом, пропускаемым через маски. Неэкспонированные участки светочувствительного покрытия удаляют растворителем, а с помощью другого химического реагента, растворяющего двуокись кремния, последний вытравливается с тех участков, где он теперь не защищен светочувствительным покрытием. Варианты этого базового технологического процесса используются в изготовлении двух основных типов транзисторных структур: биполярных и полевых (МОП).

Полупроводниковые запоминающие устройства

Принципы организации памяти

Накопление данных включает: регистрацию (запись), постоянное запоминание (хранение данных в узком смысле), извлечение и вывод (чтение). В полупроводниковых запоминаю­щих устройствах используются физические процессы, «проводящий/непроводящий» или «заряженный/разряженный», позволяющие однозначно распознать одно из двух противо­положных состояний (информация в двоичном коде). В полупроводниковых устройствах па­мяти воспроизводятся состояния «проводя­щий» и «непроводящий» или «заряженный» и «разряженный»; последнее состояние осно­вывается на специальных свойствах перехода между кремнием и оксидом кремния или между нитридом кремния и металлом. Тех­нологией, активно использующейся сейчас, является флеш-память. Устройства памяти, работающие по данному принципу, электри­чески программируемые и стираемые.

В будущем также будут использоваться новые виды памяти: FRAM использует прин­цип магнитоэлектрического запоминающего устройства, MRAM использует магнитный эффект в качестве принципа запоминания, и РСМ (память на основе фазового перехода) для эффекта запоминания использует измене­ние состояния материала от кристаллического до аморфного и соответствующее изменение сопротивления.

Классификация запоминающих устройств

Полупроводниковые запоминающие устрой­ства подразделяются на две основных кате­гории: энергозависимые и энергонезависи­мые — практически все они производятся по технологии CMOS.

Энергозависимые запоминающие устрой­ства могут считываться и перезаписываться любое количество раз и поэтому называются оперативным запоминающим устройством (RAM); объем информации стирается при от­ключении питания.

Энергонезависимые запоминающие устрой­ства сохраняют данные при отключении ис­точника питания; они также известны как постоянное запоминающее устройство (ROM).

В будущем MRAM и РСМ (не появятся в управлении двигателем раньше 2018 года), возможно, вытеснят флеш-память (энергоне­зависимую, но медленную) и RAM (быструю, но энергозависимую), используемые сегодня, поскольку они сохраняют данные после от­ключения питания и имеют очень короткое время доступа.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Система в корпусе SiP

В компонентах типа «РЧ-система в корпусе» SiP (System—in—Package) на единой подложке интегрируются РЧ и цифровые ИС, логические ИС, пассивные компоненты, фильтры на ПАВ и механические детали (рис. 44). В реализации радиочастотных RF SiP корпус не просто является промежуточным соединителем между интегральной схемой и платой, а становится средством интеграции системы и может содержать большое количество пассивных элементов. Это само по себе значительно отличает RF SiP от типового корпусирования цифровых SiP или ИС. Например, соединительная подложка (substrate interconnect) и металлические структуры (metal structures) могут рассматриваться как критические устройства, которые требуют тщательного моделирования, выделения и включения в моделируемые функциональные цепи для того, чтобы можно было понять и управлять РЧ-эффектами высокого порядка, такими как дисперсия и излучение .

Рис. 44. Пример структуры РЧ-системы в корпусе SiP

Литература

  • Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. — 2-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — 912 с. — ISBN 0-13-090996-3.
  • Черняев В. Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров / Черняев В. Н.. — М.: Радио и связь, 1987. — 464 с. — ISBN нет, УДК 621.38 Ч-498.
  • Парфенов О. Д. Технология микросхем / Парфенов О. Д.. — М.: Высш. шк., 1986. — 318 с. — ISBN нет, УДК 621.3.049.77.
  • Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. — М.: Высшая школа, 1987. — 416 с.
  • Броудай И.,Мерей Дж. Физические основы микротехнологии. — М.: Мир, 1985. — 496 с. — ISBN 200002876210.
  • Пирс К., Адамс А., Кац Л. Технология СБИС. В 2-х кн. — М.: Мир, 1986. — 404 с. — 9500 экз.

Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебное пособие. — 8-е испр.. — СПб.: Лань, 2006. — С. 335—336. — 480 с. — 3000 экз.

  • Атаев Д. И., Болотников В. А. Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник. — М.: МЭИ, 1991. — 240 с. — ISBN 5-7046-0028-X.
  • Атаев Д. И., Болотников В. А. Аналоговые интегральные микросхемы для телевизионной радиоаппаратуры: Справочник. — М.: МЭИ, 1993. — 184 с. — ISBN 5-7046-0091-3.
  • Ермолаев Ю. П., Пономарев М. Ф., Крюков Ю. Г. Конструкции и технология микросхем / (ГИС и БГИС). — М.: Советское радио, 1980. — 256 с. — 25 000 экз.
  • Коледов Л. А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. — М.: Советское радио, 1989. — 394 с.
  • Коледов Л. А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. — СПб.: Лань, 2008. — 394 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-8114-0766-8.

Классификация микросхем.

Функциональная подгруппа и вид микросхемы.

Подгруппа, вид микросхемы
Обозначение

Генераторы сигналов:

синусоидальных
ГС

специальной формы
ГФ

прямоугольных
ГГ

линейно-изменяющихся
ГЛ

шума
ГМ

прочие
ГП

Преобразователи сигналов:

частоты
ПС

напряжения (тока)
ПН

длительности
ПД

мощности
ПМ

уровня (согласователи)
ПУ

синтезаторы частоты
ПЛ

делители частоты аналоговые
ПЕ

делители частоты цифровые
ПЦ

умножители частоты аналоговые
ПЕ

цифро-аналоговые
ПА

аналого-цифровые
ПВ

код-код
ПР

Детекторы:

амплитудные
ДА

частотные
ДС

фазовые
ДФ

импульсные
ДИ

прочие
ДП

Коммутаторы и ключи:

тока
КТ

напряжения
КН

прочие
КП

Усилители:

постоянного тока
УТ

импульсные
УИ

повторители
УЕ

высокой частоты
УВ

промежуточной частоты
УР

низкой частоты
УН

широкополосные
УК

считывания и воспроизведения
УЛ

индикации
УМ

операционные
УД

дифференциальные
УС

прочие
УП

Модуляторы:

амплитудные
МА

частотные
МС

фазовые
МФ

импульсные
МИ

прочие
МП

Фильтры:

верхних частот
ФВ

нижних частот
ФН

полосовые
ФЕ

режекторные
ФР

прочие
ФП

Устройства сравнения:

амплитудные (уровня сигналов)
СА

временные
СВ

частотные СС

прочие
СП

компараторы напряжения
СК

Формирователи:

импульсов прямоугольной формы
AF

импульсов специальной формы
АФ

адресных токов
АА

разрядных токов
АР

прочие АП

Устройства задержки:

пассивные
БМ

активные
БР

прочие
БП

Источники вторичного питания:

преобразователи
ЕМ

выпрямители
ЕВ

стабилизаторы напряжения непрерывные
ЕН

стабилизаторы тока
ЕТ

стабилизаторы напряжения импульсные
ЕК

устройство управления импульсными стабилизаторами напряжения
ЕУ

источники вторичного питания
ЕС

прочие
ЕП

Логические элементы:

И
ЛИ

ИЛИ
ЛЛ

НЕ
ЛН

И-ИЛИ
ЛС

И-НЕ
ЛА

ИЛИ-НЕ
ЛЕ

И-ИЛИ-НЕ
ЛР

И-ИЛИ-НЕ (И-ИЛИ)
ЛК

ИЛИ-НЕ (ИЛИ)
ЛМ

И-НЕ/ИЛИ-НЕ
ЛБ

расширители
ЛД

прочие
ЛП

Триггеры:

Шмитта
ТЛ

Т-триггер
ТТ

RS-триггер
ТР

D-триггер
ТМ

JK-триггер
ТВ

комбинированные (RST, DRS, JKRS и др.)
ТК

Цифровые устройства:

регистры
ИР

сумматоры
ИМ

полусумматоры
ИЛ

счётчики
ИЕ

дешифраторы
ИД

комбинированные
ИК

шифраторы
ИВ

арифметико-логические устройства
ИА

прочие
ИП

Вычислительные устройства:

микро-ЭВМ
ВЕ

микропроцессоры
ВМ

микропроцессорные секции
ВС

устройства микропрограммного управления
ВУ

функциональные расширители
ВР

устройства синхронизации
ВБ

Устройства управления прерыванием
ВН

устройства управления вводом-выводом
ВВ

устройства управления памятью
ВТ

функциональные преобразователи информации
ВФ

устройства сопряжения с магистралью
ВА

времязадающие устройства
ВИ

микрокалькуляторы
ВХ

контроллеры
ВГ

комбинированные устройства
ВК

специализированные устройства
ВЖ

прочие
ВП

Запоминающие устройства:

матрицы ОЗУ
РМ

матрицы ПЗУ
РВ

ПЗУ (масочные)
РЕ

ПЗУ с возможностью однократного программирования
РР

ПЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммирования
РР

ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации
РФ

ассоциативные запоминающие устройства
РА

запоминающие устройства на ЦМД
РЦ

прочие
РП

Фоточувствительные устройства с зарядовой связью:

матричные
ЦМ

линейные
ЦЛ

прочие
ЦП

Многофункциональные устройства:

аналоговые
ХА

цифровые
ХЛ

комбинированные
ХК

цифровые матрицы
ХИ

комбинированные матрицы
ХТ

прочие
ХП

Наборы элементов:

диодов
НД

транзисторов
НТ

резисторов
НР

конденсаторов
НЕ

комбинированные
НК

функциональные (в том числе матрицы резисторов типа R-2R)
НФ

прочие
НП

Назначение

Интегральная микросхема может обладать законченным, сколь угодно сложным, функционалом — вплоть до целого микрокомпьютера (однокристальный микрокомпьютер).

Аналоговые схемы

  • Операционные усилители
  • Генераторы сигналов
  • Фильтры (в том числе на пьезоэффекте)
  • Аналоговые умножители
  • Аналоговые аттенюаторы и регулируемые усилители
  • Стабилизаторы источников питания
  • Микросхемы управления импульсных блоков питания
  • Преобразователи сигналов
  • Схемы синхронизации
  • Различные датчики (температуры и др.)

Цифровые схемы

  • Логические элементы
  • Триггеры
  • Счётчики
  • Регистры
  • Буферные преобразователи
  • Модули памяти
  • Шифраторы
  • Дешифраторы
  • Микроконтроллеры
  • (Микро)процессоры (в том числе ЦПУ в компьютере)
  • Однокристальные микрокомпьютеры
  • ПЛИС — программируемые логические интегральные схемы

Цифровые интегральные микросхемы имеют ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми:

  • Уменьшенное энергопотребление связано с применением в цифровой электронике импульсных электрических сигналов. При получении и преобразовании таких сигналов активные элементы электронных устройств (транзисторов) работают в «ключевом» режиме, то есть транзистор либо «открыт» — что соответствует сигналу высокого уровня (1), либо «закрыт» — (0), в первом случае на транзисторе нет падения напряжения, во втором — через него не идёт ток. В обоих случаях энергопотребление близко к 0, в отличие от аналоговых устройств, в которых большую часть времени транзисторы находятся в промежуточном (резистивном) состоянии.
  • Высокая помехоустойчивость цифровых устройств связана с большим отличием сигналов высокого (например 2,5 — 5 В) и низкого (0 — 0,5 В) уровня. Ошибка возможна при таких помехах, когда высокий уровень воспринимается как низкий и наоборот, что мало вероятно. Кроме того, в цифровых устройствах возможно применение специальных кодов, позволяющих исправлять ошибки.
  • Большое отличие сигналов высокого и низкого уровня и достаточно широкий интервал их допустимых изменений делает цифровую технику нечувствительной к неизбежному в интегральной технологии разбросу параметров элементов, избавляет от необходимости подбора и настройки цифровых устройств.

Аналогово-цифровые схемы

  • ЦАП и АЦП
  • ЦВС
  • Трансиверы (например, преобразователь интерфейса RS422)
  • Модуляторы и демодуляторы Радиомодемы
  • Декодеры телетекста, УКВ-радио-текста
  • Трансиверы Fast
  • Dial-Up модемы
  • Приёмники цифрового ТВ
  • Сенсор оптической мыши

Преобразователи напряжения питания и другие устройства на переключаемых конденсаторах
Цифровые аттенюаторы
Схемы ФАПЧ с последовательным интерфейсом
Коммутаторы
Генераторы и восстановители частоты тактовой синхронизации
БМК — базовый матричный кристалл, содержащий как аналоговые, так и цифровые первичные элементы

Серии микросхем[ | ]

Аналоговые и цифровые микросхемы выпускаются сериями. Серия — это группа микросхем, имеющих единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначенные для совместного применения. Микросхемы одной серии, как правило, имеют одинаковые напряжения источников питания, согласованы по входным и выходным сопротивлениям, уровням сигналов.

Корпуса

Корпуса интегральных микросхем, предназначенные для поверхностного монтажа Основная статья: Типы корпусов микросхем

Микросборка с бескорпусной микросхемой, разваренной на печатной плате

Корпус микросхемы — это конструкция, предназначенная для защиты кристалла микросхемы от внешних воздействий, а также для удобства монтажа микросхемы в электронную схему. Содержит собственно корпус из диэлектрического материала (пластмасса, реже керамика), набор проводников для электрического соединения кристалла с внешними цепями посредством выводов, маркировку.

Существует множество вариантов корпусов микросхем, различающихся по количеству выводов микросхемы, методу монтажа, условиям эксплуатации. Для упрощения технологии монтажа производители микросхем стараются унифицировать корпуса, разрабатывая международные стандарты.

Иногда микросхемы выпускают в бескорпусном исполнении — то есть кристалл без защиты. Бескорпусные микросхемы обычно предназначены для монтажа в гибридную микросборку. Для массовых дешевых изделий возможен непосредственный монтаж на печатную плату.

Специфические названия

Фирма Intel

первой изготовила микросхему, которая выполняла функции микропроцессора (англ. microproccessor) —Intel 4004. На базе усовершенствованных микропроцессоров 8088 и 8086 фирмаIBM выпустила свои известные персональные компьютеры.

Микропроцессор формирует ядро вычислительной машины, дополнительные функции, типа связи с периферией выполнялись с помощью специально разработанных наборов микросхем (чипсет). Для первых ЭВМ число микросхем в наборах исчислялось десятками и сотнями, в современных системах это набор из одной-двух-трёх микросхем. В последнее время наблюдаются тенденции постепенного переноса функций чипсета (контроллер памяти, контроллер шины PCI Express

) в процессор.

Микропроцессоры со встроенными ОЗУ и ПЗУ, контроллерами памяти и ввода-вывода, а также другими дополнительными функциями называют микроконтроллерами.

Модули стандартов SFP, SFP+ и XFP со слотами для подключения оптики

Современное телекоммуникационное оборудование зачастую имеет слоты для подключения оптических приемопередатчиков (трансиверов, transceiver) различных форм-факторов (GBIC, SFP, SFP+, XFP, QSFP, CFP), предназначенных для различных скоростей передачи и конкретных целей заказчиков (рис. 48).

Рис. 48. Модули стандартов GBIC, SFP, SFP-Plus и XFP

Наиболее распространенным и дешевым стандартом сменных оптических модулей является SFP (Small Form—factor Pluggable) .

Это модули малогабаритной конструкции в продолговатом металлическом корпусе. С одной стороны модуль имеет соединитель для подключения к коммутационному оборудованию, с другой — в модуле имеются два оптических порта (duplex): излучателя (Tx) и фотоприемника (Rx) для работы в двухволоконном режиме, либо один оптический порт (simplex), для одноволоконных SFP. SFP — промышленный стандарт модульных компактных приемопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях. Предназначением модулей (трансиверов) является преобразование сигналов от активных устройств сети в световые волны. Наиболее распространенные области применения SFP-модулей — передача данных в сетях на скоростях выше 100 Mbps.

Модули SFP используются для присоединения платы сетевого устройства (коммутатора, маршрутизатора или подобного устройства) к оптическому волокну или неэкранированной витой паре, выступающих в роли сетевого кабеля. Модуль SFP пришел на смену более громоздкому модулю GBIC. Модуль имеет соединитель, сопоставимый по размеру с соединителем 8P8C, то есть позволяет на 1 юните (1U, 43,7 мм) 19-дюймового телекоммуникационного оборудования разместить до 48 оптических портов.

Стандарт XFP, имеющий англоязычное название 10 Gigabit Small Form-factor Pluggable — стандарт для трансиверов, работающих в высокоскоростных компьютерных и телекоммуникационных сетях, построенных с применением оптического волокна в качестве среды для передачи данных. Стандарт был определен промышленной группой XFP MSA (Multi—Source Agreement) в 2002 году. Инициаторами MSA выступили Broadcom Corporation, Brocade, Emulex Corporation, Finisar, JDS Uniphase, Maxim Integrated Products, ONI Systems, ICS (a Sumitomo Electric company), Tyco Electronics и Velio. Вместе с разработкой стандарта XFP был подготовлен стандарт XFI (10 GigabitSmallForm—factorInterface), который определяет электрические характеристики интерфейса XFP. Кодирование битовой последовательности (PCS) вынесено из модуля на устройство-носитель, а сам XFP является, по сути, универсальным последовательным преобразователем.

Модули стандарта XFP имеют меньшие в сравнении с GBIC размеры, а также большую скорость передачи данных

При сравнении XFP-модуля с модулями формата SFP следует обратить внимание на размеры и скорость передачи данных — XFP-модуль несколько больше SFP-модуля, но значительно выигрывает в скорости. Данный стандарт очень популярен, но постепенно вытесняется изделиями стандарта SFP+, имеющими схожие скоростные характеристики, но меньшие физические размеры

Стандарт SFP+ является развитием более раннего стандарта SFP interface (INF-8074i). SFP+ (Enhanced Small Form—factor Pluggable, SFF-8431, SFF-8083) — промышленный стандарт модульных компактных приемопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях. SFP+ представляет собой расширенную версию приемопередатчика SFP, способного поддерживать скорости передачи данных до 10 Гбит/с. Сначала SFP+ был издан 9 мая 2006 года, а версия 4.1 опубликована 6 июля 2009 года.

Обычный SFP-модуль не может быть использован в соединителе SFP+, если иное не оговорено в спецификации оборудования. Для соединителей X2 существуют переходники на один модуль SFP+ или два модуля SFP. За счет малых габаритов количество соединителей SFP+ на стандартный 1U 19″ может быть существенно больше, чем других соединителей 10G. Ограничение в габаритах ухудшило охлаждение модулей SFP+, в результате чего они имеют меньшую мощность по сравнению с другими модулями, способными поддерживать скорости передачи данных до 10 Гбит/с, что сказывается на максимальной длине оптического кабеля между модулями. Посадочное место для модулей SFP+ имеет те же габариты что и у SFP, разница заключается в протоколах передачи информации между модулем и коммутатором.

Правовые особенности

Что говорится про интегральные схемы в законодательстве? У нас в стране предоставлена правовая охрана топологий интегральных микросхем. Под ней подразумевают зафиксированное на определённом материальном носителе геометрически-пространственного расположения определённой совокупности конкретных элементов и связей меж ними (согласно статье 1448 Гражданского кодекса Российской Федерации). Автор топологии имеет такие интеллектуальные права на своё изобретение:

  1. Авторские.
  2. Исключительное право.

Кроме этого автору топологии могут принадлежать и другие преференции, в том числе – возможность получения вознаграждения за её использование. Исключительное право действует на протяжении десяти лет. За это время изобретатель, или человек, которому этот статус был уступлен, может зарегистрировать топологию в соответствующей службе интеллектуальной собственности и патентов.

Типы корпусов импортных микросхем

Корпус – это часть конструкции микросхемы, предназначенная для защиты от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Корпуса стандартизованы для упрощения технологического процесса изготовления изделий из разных микросхем. Число стандартных корпусов исчисляется сотнями!

Ниже представлены наиболее распространенные серии корпусов импортных микросхем.Для просмотра чертежей корпусов микросхем кликните ссылку с названием типа корпуса или на соответствующую типу корпуса картинку.

DIP (Dual In-line Package, также DIL) – тип корпуса микросхем, микросборок и некоторых других электронных компонентов для монтажа в отверстия печатной платы. Имеет прямоугольную форму с двумя рядами выводов по длинным сторонам. Может быть выполнен из пластика (PDIP) или керамики (CDIP). Обычно в обозначении также указывается число выводов.SOIC или просто SO (small-outline integrated circuit), а также SOP (Small-Outline Package) корпус микросхем , предназначенный для поверхностного монтажа, занимающий на печатной плате на 30-50% меньше площади чем аналогичный корпус DIP, а также имеющий на 50-70% меньшую толщину. Обычно в обозначении также указывается число выводов.

SIP (Single In-line Package) – плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по длинной стороне. Обычно в обозначении также указывается число выводов.QFP (Quad Flat Package) — плоский корпус с четырьмя рядами контактов. Представляет собой квадратный корпус с расположенными по краям контактами. Существуют также другие варианты: TQFP (Thin QFP) — с малой высотой корпуса, LQFP (Low-profile QFP) и многие другие.

LCC (Leadless Chip Carrier) представляет собой низкопрофильный квадратный керамический корпус с расположенными на его нижней части контактами, предназначенный для поверхностного монтажа.PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) представляют собой квадратный корпус с расположенными по краям контактами, предназначенный для установки в специальную панель (часто называемую «кроваткой»).

TSOP (Thin Small-Outline Package) тонкий малогабаритный корпус, разновидность SOP корпуса микросхем. Часто применяется в области DRAM, особенно для упаковки низковольтных микросхем из-за их малого объёма и большого количества штырьков.SSOP (Shrink small-outline package) (уменьшенный малогабаритный корпус) разновидность SOP корпуса микросхем , предназначенного для поверхностного монтажа. Выводы расположены по двум длинным сторонам корпуса.

ZIP (Zigzag-In-line Package) – плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно.

Корпус на корпусе PoP

В компонентах «корпус на корпусе» PoP (Package—on—a—Package) заключенные в корпус однокомпонентные элементы монтируются вертикально поверх друг друга (stacked technology). Корпуса могут содержать дискретные компоненты (РЧ-узлы, процессор, память, логика) или быть системой в корпусе (SiP), объединенной с другим компонентом для обеспечения расширенной функциональности. Отдельные элементы могут подключаться к общей системе с помощью массивов шариковых сеток (рис. 42). Эта технология значительно повышает плотность упаковки электронных компонентов на плате .

Рис. 42. Концепция изготовления компонентов «корпус на корпусе» PoP (Package-on-Package

На рис. 43 показано поперечное сечение, выполненное в соответствии с концепцией РоР.

Рис. 43. Вид поперечного сечения радиочастотного компонента RF PoP, установленного на пластине теплоотвода

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Книги по ардуино Правильная пайка проводов паяльником Птф солярис