Микросхема или не: Логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ

Содержание

Микросхема 74266

74266

Описание

Микросхема 74266 содержит четыре отдельных логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ с двумя входами каждый. Выходы имеют открытый коллектор.

Работа схемы

Все четыре логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ микросхемы 74266 можно использовать независимо друг от друга.

Когда сигнал высокого уровня присутствует только на одном из входов микросхемы 74266, на выходе логического элемента формируется напряжение низкого уровня. Если же на оба входа подается напряжение высокого или низкого уровня, то на выходе формируется напряжение высокого уровня.

Логический элемент микросхемы 74266 можно использовать в качестве цифрового компаратора, в котором на выходе устанавливается напряжение высокого уровня при поступлении на входы сигналов одного и того же логического уровня. Если же на входы приходят сигналы разных логических уровней, то на выходе создается напряжение низкого уровня. Логический элемент может также работать как управляемый инвертор, поскольку напряжение высокого уровня на входе позволяет всегда передавать сигнал, подаваемый на второй вход, без изменения. И наоборот, напряжение низкого уровня на одном входе позволяет передавать на выход инвертированное значение напряжения со второго входа.

Выходы с открытым коллектором микросхемы 74266 дают возможность использовать микросхему в качестве 4-разрядного компаратора.

Применение

Реализация логической операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, формирование и проверка на чётность-нечётность; сумматор/вычитатель, логические компараторы. Производится следующая номенклатура микросхем: 74LS266.

Технические данные

Тип микросхемы 74LS266
Максимальное выходное напряжение, В 5,5
Время задержки прохождения сигнала, нс 18
Ток потребления, мА 8
Состояние микросхемы 74266

Входы Выход
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Микросхема SN74HCT02N, корпус DIP-14 (4 элемента 2И-НЕ)

Описание товара Микросхема SN74HCT02N, корпус DIP-14 (4 элемента 2И-НЕ)

Микросхема SN74HCT02N содержит четыре независимых логических элемента ИЛИ-НЕ с 2 входами.

Они выполняют булеву функцию Y = A • B или Y = A + B в положительном. Семейство логических элементов: HCT. Тип входа CMOS. Длина 19.3 мм. Тип логики: 2-Input NOR. Количество цифровых разрядов: 4 bit. 

Рабочий ток источника питания составляет 20 uA. Рабочее напряжение питания: 5 V. По отзывам, микросхема выполняет все необходимые задачи на 100%. Она недорогая, мощная и качественно изготовленная. Отличный выбор в соотношении цена-качество. 

Технические характеристики микросхемы SN74HCT02N:
  • Логическая функция: NOR    
  • Семейство логических элементов: HCT    
  • Количество вентилей: 4 Gate    
  • Количество входных линий: 2 Input    
  • Количество выходных линий: 1 Output    
  • Выходной ток высокого уровня: — 4 mA    
  • Выходной ток низкого уровня: 4 mA    
  • Время задержки распространения: 22 ns    
  • Напряжение питания — макс.: 5.5 V    
  • Напряжение питания — мин. : 4.5 V    
  • Минимальная рабочая температура: — 40 C    
  • Максимальная рабочая температура: + 85 C    
  • Вид монтажа: Through Hole    
  • Функция: Quad 2-Input    
  • Высота: 4.57 mm    
  • Тип входа: TTL    
  • Длина: 19.3 mm    
  • Диапазон рабочих температур: — 40 C to + 85 C    
  • Выходной ток: 25 mA    
  • Тип выхода: CMOS    
  • Серия: SN74HCT02    
  • Ширина: 6.35 mm    
  • Тип логики: 2-Input NOR    
  • Количество цифровых разрядов: 4 bit    
  • Рабочий ток источника питания: 20 uA    
  • Рабочее напряжение питания: 5 V

Логический элемент 2И-НЕ и его характеристики

 

1.2.  Логический элемент 2И-НЕ и его характеристики

 

Широкое распространение получили логические элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Рассмотрим принципиальную схему логического элемента 2И-НЕ  транзисторно-транзисторной логики со сложным  инвертором на выходе. Такие логические элементы имеют хорошую нагрузочную способность.

 

 

На рисунке 1.14,а приведена принципиальная схема одного из четырех логических элементов 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1, а на рисунке 1.14,б – условное обозначение этой микросхемы на принципиальных схемах. 

На рисунках  1.15,а и 1.15,в приведены принципиальные схемы логических элементов 2И-НЕ соответственно для микросхем К133ЛА3 и К155ЛА3. Каждая их этих микросхем имеет по 4 логических элемента 2И-НЕ, а их условные обозначения на принципиальных схемах совпадают (рис. 1.15,б).

Первые логические элементы ТТЛ не имели на входах защитных диодов. В момент окончания прямоугольного импульса на входе элемента в монтажных цепях цифрового устройства могут возникнуть затухающие колебания. Следствием этих колебаний может быть ложное срабатывание цифрового устройства. В результате доработки  логических элементов к каждому входу многоэмиттерного

транзистора были подключены демпфирующие диоды. Первым отрицательным импульсом затухающего колебания демпфирующий диод открывается, и амплитуда затухающих колебаний резко уменьшается. Следующий положительный импульс затухающего колебания уже не может изменить состояние на выходе логического элемента.

Резисторы R4, R5 и транзистор VT5 в логическом элементе 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 (рис. 1.15,в) позволяют получить передаточную характеристику, более близкую к прямоугольной. Это повышает помехозащищенность в состоянии логической единицы на выходе элемента.

Рассмотрим работу логического элемента 2И-НЕ микросхемы К134ЛБ1 (рис. 1.14,а). Для логических элементов транзисторно-транзисторной логики напряжение логического нуля по техническим условиям может быть 0-0,4 В. Напряжение логической единицы — не менее 2,4 В и не более 5 В. Напряжение логического нуля можно подать, соединив вход элемента с общим проводом накоротко, либо через резистор малого сопротивления (не более 300 Ом).

Напряжение логической единицы на вход элемента можно подать, соединив вход элемента с плюсовым проводом  питания через резистор сопротивлением  1 Ком, либо оставляя вход элемента свободным.

Пусть на входы Х1 и Х2  элемента 2И-НЕ (рис. 1.14,а) поданы напряжения логической единицы. Рассмотрим случай, когда  Х1 и Х2 никуда не подключены. В этом случае транзисторы VТ2, VТ4 будут открыты токами базы, протекающими по цепи: + источника, резистор R1, переход база-коллектор VТ1, база-эмиттер VТ2, база-эмиттер VТ4, минус источника. Транзистор VТ3 в этом случае закрыт, т.к. потенциал коллектора  транзистора VT2 примерно 0,9 В.

Рассмотрим делитель напряжения, верхнее плечо которого состоит из последовательно соединенных резистора R3, выводов коллектор-эмиттер транзистора VТ3, диода VД1, а нижнее плечо делителя – это выводы коллектор-эмиттер VТ4. В рассматриваемом случае сопротивление верхней части делителя велико, а сопротивление нижней части делителя — мало. Выходное напряжение соответствует логическому нулю.

Если хотя бы на одном из входов Х1, Х2 действует логический нуль, то VТ2, VТ4 закрыты, а  VТ3 открыт. Ток базы транзистора VT3 протекает по цепи: плюс источника питания, резистор R2, переход база-эмиттер транзистора VT3, полупроводниковый диод VD1, резистор нагрузки (на схеме не показан), минус источника питания. В этом случае сопротивление  между коллектором транзистора VT3 и катодом диода VD1 мало, а сопротивление между коллектором и эмиттером транзистора VT4 велико. Анализируя делитель напряжения, приходим к выводу, что выходное напряжение логического элемента будет соответствовать логической единице.

В вычислительной технике широко применяется устройство с тремя состояниями на выходе. Рассмотрим логический элемент НЕ (инвертор) с тремя состояниями  на выходе (рис. 1.16,а). Указанный инвертор легко получается из схемы базового логического элемента 2И-НЕ путем добавления в схему VД2.

 

Если на вход разрешения  V микросхемы подано напряжение логической «1», то диод VД2 оказывается отключенным от схемы, и данный элемент можно рассматривать как  логический  элемент НЕ. Если на входе Х логическая единица, то транзисторы VT2, VT4 будут открыты, транзистор VT3 закрыт и на выходе элемента будет сигнал логического нуля. Подадим на вход Х сигнал логического нуля. В этом случае транзисторы VT2, VT4 будут закрыты, транзистор VT3 открыт и на выходе элемента будет сигнал логической единицы.

Подадим на вход V напряжение логического «0» , в этом случае  окажутся  закрытыми  VТ2, VТ3, VТ4. Выход Y оказывается отключенным как от плюсового,  так и от минусового проводов источника питания. Говорят, что выход элемента находится в третьем высокоимпедансном состоянии (состояние высокого сопротивления, как от клеммы «+», так и от клеммы «-»  источника питания). Элементы с тремя состояниями позволяют организовать в компьютерных системах так называемую общую шину.

Элементы с тремя состояниями входят в состав шинных формирователей. Шинные формирователи  это устройства, которые обеспечивают передачу сигнала в двух направлениях  по одному и тому же проводу. В составе шинного формирователя на каждую линию потребуется 2 элемента с тремя состояниями на выходе.

На рисунке 1.16,б приведена схема логического элемента 2И-НЕ с открытым коллектором на выходе. Выходы нескольких таких элементов подключаются к одному резистору нагрузки, второй вывод которого подключен к плюсовому проводу источника питания.

На рисунке 1.17,а приведена схема подключения приборов для снятия зависимости выходного напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логической единицы на выходе элемента, а на рисунке 1.18,а – график этой зависимости. Логические элементы ТТЛ не выходят из строя при коротком замыкании нагрузки для случая логической единицы на выходе элемента, поэтому в цепи нагрузки нет необходимости ставить ограничительный резистор. Если на выходе элемента логический нуль, то при исследовании зависимости выходного напряжения от тока нагрузки необходимо в цепи нагрузки устанавливать ограничительный резистор. 

На рисунке 1. 17,б приведена схема подключения приборов для снятия зависимости выходного напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логического нуля на выходе элемента, а на рисунке 1.18,б – график этой зависимости. Сопротивление ограничительного резистора в цепи нагрузки выбирают примерно таким же, как сопротивление резистора R3 в логическом элементе 2И-НЕ (рисунок 1.15,в), т.е. примерно 100 Ом.  

По графикам, приведенным на рисунке 1.18 можно определить коэффициент разветвления или нагрузочную способность логического элемента. По графику рисунка 1.18,а найдем ток нагрузки при выходном напряжении 2,4 В. Зная, что входной ток логической единицы 40 мкА, определим, сколько таких элементов можно подключить в состоянии логической единицы на выходе данного элемента. По рисунку 1.18,б определим ток нагрузки в состоянии логического нуля на выходе элемента при напряжении 0,4 В. Зная, что входной ток логического нуля минус 1,6 мА, определим, сколько таких элементов можно подключить в состоянии логического нуля на выходе данного элемента. Наименьшее из двух полученных значений будет являться коэффициентом разветвления логического элемента. Определение коэффициента разветвления таким способом будет справедливо только для низких частот, когда влиянием входных емкостей элементов и емкости монтажа можно пренебречь.

  

На рисунке 1.19,а приведена схема для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения элемента от напряжения на его входе, а на рисунке 1.19,б – график этой зависимости для логического элемента 2И-НЕ ТТЛ. Диод VD1 может быть любым кремниевым малой мощности, т.к. обратное напряжение в данной схеме не превысит 5 В, а ток через диод в прямом направлении выбирается единицы миллиампер. Амплитуда переменного напряжения  на выходе источника переменного напряжения не должна превышать 10 В. График  зависимости  выходного напряжения  элемента от напряжения

на его входе называется передаточной характеристикой логического элемента. Из графика передаточной характеристики логического элемента 2И-НЕ видно, что при входных напряжениях менее 0,4 В на выходе элемента напряжение логической единицы, а при входных напряжениях более 2,4 В на выходе элемента напряжение логического нуля. Реально в логическом элементе входное напряжение логического нуля может быть больше 0,4 В, а напряжение логической единицы меньше 2,4 В. Однако, выбирать такой режим работы элемента нецелесообразно, т.к. уменьшается помехоустойчивость логического элемента.

На рисунке 1.20 приведена входная характеристика логического элемента 2И-НЕ, снятая по одному из входов элемента. На втором входе элемента напряжение логической единицы. Точка а на графике входной характеристики соответствует входному напряжению 2,4 В, а точка б – входному напряжению 0,4 В. Входной ток логической единицы не превышает 40 мкА, а входной ток логического нуля менее –1,6 мА. Знак минус означает, что ток вытекает из микросхемы.

На рисунке 1.21,а приведена схема подключения приборов для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для случая, когда на выходе элемента логическая единица. Ограничительный резистор в цепи нагрузки не предусмотрен, т. к. исследуется логический элемент 2И-НЕ в состоянии логической единицы на выходе. В качестве источника U2 используется В24, с клемм «+» и «–» которого снимается пульсирующее с частотой 100 Гц напряжение. Сопротивление резистора  Rэт выбирают как можно меньше (коэффициент отклонения по каналу Х осциллографа должен быть минимальным). Если чувствительность канала Х осциллографа недостаточна, то на вход Х можно подключить предварительный усилитель. Схема усилителя к входу Х осциллографа ОМЛ-3М приведена на рисунке 1.22.

Для питания усилителя используют переменное напряжение 12 вольт. Сопротивление резистора R1 выбирают значительно больше сопротивления эталонного резистора Rэт. Выход предварительного усилителя подключают к входу «Х» осциллографа. Переменным резистором R5 проводят балансировку микросхемы DA1 при отсутствии входного сигнала. Необходимый коэффициент отклонения луча по оси Х устанавливают переменным резистором R4. Стабилитроны VD1 и VD2 выбирают с учетом того, что необходимо обеспечить перемещение луча по оси «Х» из одного крайнего положения экрана в другое при изменении постоянного напряжения на входе усилителя от 0 до максимально возможного. Расчет сопротивлений резисторов R6, R7 параметрического стабилизатора напряжения проводился с учетом того, что для питания усилителя используется  переменное напряжение 12 вольт и выбраны стабилитроны КС156А.

На рисунке 1.21,б приведена схема подключения приборов для наблюдения на экране осциллографа зависимости выходного напряжения от тока нагрузки для случая, когда на выходе элемента логическая нуль. На транзисторах VT1 и VT2 собрано токовое зеркало. Особенностью работы токового зеркала является то, что коллекторные токи обоих транзисторов одинаковы и в определенных пределах не зависят от сопротивлений нагрузок. Значения коллекторных токов определяются напряжением на резисторе R2 и сопротивлениями резисторов R1 и R3. Сопротивления резисторов R1 и R3 обычно выбирают одинаковыми. Сопротивление эталонного резистора в данной схеме не обязательно должно быть малым. Транзисторы VT1, VT2 должны иметь примерно одинаковый и достаточно большой коэффициент усиления по току.

В цифровых устройствах на входах логических элементов обычно присутствуют прямоугольные импульсы напряжения. Пусть напряжение на обоих входах логического элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 скачком изменилось с высокого уровня на низкий (рис. 1.15,в).   В этом случае транзистор VT3начнет открываться, а транзистор VT4 – закрываться. Транзисторы открываются быстрее, чем закрываются. Поэтому в течение некоторого промежутка времени будут открыты транзисторы VT3 и VT4. Ток, потребляемый логическим элементом от источника питания, ограничивается только резистором R3. Указанный ток короткого замыкания приводит к увеличению потребляемой мощности в динамическом режиме. График зависимости потребляемой от источника питания мощности от частоты прямоугольных импульсов на входе приведен на рисунке 1.23.

 

 

Микросхема ИЛИ-НЕ 7402. OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Микросхема ИЛИ-НЕ 7402

Микросхема, содержащая единственную логическую схему ИЛИ-НЕ, показана на рис. 9.26. Напряжения на двух входах А и В показаны как последовательности импульсов различной длительности с амплитудой 1 В. Схема ИЛИ-НЕ вводится с помощью вызова подпрограммы (командой X) в которой узлы 1, 2 и 3 относятся ко входам А и В и выходу Y соответственно. При вызове подпрограммы устройство называется 7402. Окончательный вид входного файла:

Digital Circuit Using NOR gate

VCC 4 0 5V

X 1 2 3 7402

V1 1 0 PWL(Сs 0V 0.1ms 1V 1s 1V 1.0001s 0V

+2s 0V 2.0001s 1V 3s 1V 3.0001s 0V 4s 0V 4.0001s 1V 5s

+1V)

V2 2 С PWL(0s 0V 1.5s 0V 1,50001s 1V 2.5s 1V 2.50001s 0V

+3.5s 0V 3.50001s 1V 3.7s 1V 3.70001s 0V 5s 0V)

R 4 3 100k

.lib eval.lib

.tran 0.01ms 5s

.probe

.end

Рис. 9.26. Схема ИЛИ-НЕ с двумя входами

В приложении Е можно найти описание модели

.subckt 7402 А В Y …

в котором показана вся подпрограмма. Ее не нужно включать во входной файл, достаточно ссылки на библиотеку EVAL.LIB, которая содержит всю необходимую информацию. В Probe получите напряжения v(1) и v(2), отображающие входные сигналы A и B, и напряжение v(3), отображающее выходной сигнал Y. Ваши результаты должны соответствовать приведенным на рис. 9.27, который показывает сигналы в виде трех отдельных графиков. В совокупности они просто представляют собой диаграмму синхронизации для нашей логической схемы.

Рис. 9.27. Входное и выходное напряжения в схеме ИЛИ-НЕ 

В распечатке выходного файла (рис. 9.28) показана только часть общего файла. Распечатка параметров модели была опущена, чтобы сэкономить место. Обратите внимание, что аналого-цифровые команды реализуются в форме вызова подпрограмм, автоматически генерируемых подпрограммой 7402. Они имеются для каждого из трех узлов ИЛИ-НЕ. Команды для источника питания цифровой схемы также генерируются автоматически. Обратите внимание на листинг $G_DPWR=5 V наряду с другими узловыми напряжениями.

Digital Circuit Using NOR gate

VCC 4 0 5 V X 1 2 3 7402

V1 1 0 PWL(0s 0V 0.1ms 1V 1s 1V 1.0001s 0V

+2s 0V 2.0001s 1V 3s 1V 3,0001s 0V 4s 0V 4.0001s 1V 5s 1V)

V2 2 0 PWL (0s 0V 1. 5s 0V 1.50001s 1V 2.5s 1V 2.50001s 0V

+3.5s 0V 3,50001s 1V 3.7s 1V 3.70001s 0V 5s 0V)

R 4 3 100k

.opt nopage

.lib eval.lib

.trail 0.01ms 5s

.probe

.end

**** Generated AtoD and DtoA Interfaces ****

* Analog/Digital interface for node 3

* Moving X.U1:OUT1 from analog node 3 to new digital node 3$DtoA

X$3_DtoA1

+ 3$DtoA

+ 3

+ $G DPWR

+ $G_DGND

+ DtoA_STD

+ PARAMS: DRVH= 96.4 DRVL= 104 CAPACITANCE= 0

*

* Analog/Digital interface for node 1

* Moving X.U1:IN1 from analog node 1 to new digital node 1$AtoD

X$1_AtoD1

+ 1

+ 1$AtoD

+ $G_DPWR

+ $G_DGND

+ AtoD_STD

+ PARAMS: CAPACITANCE= 0

* * Analog/Digital interface for node 2

* Moving X.U1:IN2 from analog node 2 to new digital node 2$AtoD

X$2_AtoD1

+ 2

+ 2$AtoD

+ $G_DPWR

+ $G_DGND

+ AtoD_STD

+  PARAMS: CAPACITANCE= 0

* Analog/Digital interface power supply subcircuits X$DIGIFPWR 0 DIGIFPWR

**** Diode MODEL PARAMETERS

**** BJT MODEL PARAMETERS

**** Digital Input MODEL PARAMETERS

**** Digital Output MODEL PARAMETERS

**** Digital Gate MODEL PARAMETERS

**** Digital IO MODEL PARAMETERS

**** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = 27. 000 DEG С

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 0.0000  ( 2) 0.0000  ( 3) 3.5028  ( 4) 5.0000

($G_DGND)    0.0000 ($G_DPWR)    5.0000

(X$1_AtoD1.1) .0915 (X$1_AtoD1.2) .0457

(X$1_AtoD1.3) .8277 (X$2_AtoD1.1) .0915

(X$2_AtoD1.2) .0457 (X$2_AtoD1.3) .8277

DGTL NODE : STATE DGTL NODE : STATE DGTL NODE : STATE DGTL NODE : STATE

( 2$AtoD) : 0     ( 3$DtoA) : 1     ( 1$AtoD) : 0

Рис. 9.28. Выходной файл при анализе схемы ИЛИ-НЕ

В качестве упражнения измените сигналы синхронизации для двух входов так, чтобы они создали области совпадения, отличные от уже использованных, и выполните моделирование снова. Опираясь на ваши теоретические сведения о работе схемы ИЛИ-НЕ, проверьте результаты.

В заключение замените схему 7402 на логическую схему И 7408 и проведите аналогичный анализ.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Открыто первое в мире полностью бесплатное производство микросхем

, Текст: Эльяс Касми

Google и партнеры запустили первую за всю историю программу по бесплатному производству микросхем для тех, у кого нет финансовой возможности заказать их выпуск. Все расходы, берут на себя авторы проекта, а от участника требуется лишь наличие модели микросхемы, выложенной в открытом доступе, и принятие ряда ограничений, включая используемый при производстве 130-нанометровый техпроцесс.

Полностью бесплатное производство

Корпорация Google запустила проект по полностью бесплатному производству микросхем. Он направлен в первую очередь на компьютерных энтузиастов, интересующихся разработкой «железной» части ПК, но не располагающих средствами для выпуска даже пробной партии своих микросхем.

По данным фонда FOSSI (Free and Open Source Silicon Foundation), Google и ее партнеры возьмут все расходы, включая прототипирование и тестирование, на себя, а они могут исчисляться тысячами долларов. Цель, которую преследует интернет-гигант, по данным его партнера, компании Antmicro, заключается в создании полностью открытого производства полупроводниковой продукции.

Google сделает бесплатным то, что обычно измеряется суммами с большим количеством нулей

Ввиду того, что выпуск микросхем – процесс дорогостоящий, Google ввела ряд условий, которые должны выполнить все те, кто хочет бесплатно выпустить созданную им микросхему, будь то какой-нибудь контроллер или даже простенький процессор. В первую очередь это касается общего числа участников проекта – если заявок будет прислано больше 40, то Google придется отказать некоторым из них. Участвовать могут как организации, так и физлица, микросхема может быть как экспериментальной, так и готовой к использованию в устройствах.

Главные ограничения

Всем, кого заинтересовала инициатива Google, следует знать, что рассчитывать на выпуск микросхем по современным нормам не стоит – ни 7, ни 10, ни даже 22 или 28 нанометров интернет-гигант не предлагает. Производство будет проходить по 130-нанометровой технологии, которую, к примеру, компания Intel освоила еще в первой половине 2001 г. Первые процессоры Pentium III поколения Tualatin, вышедшие в тот период, были именно такими.

Следующее условие – дизайн микросхемы, предлагаемой к бесплатному производству, должен быть полностью открытым. Для этого необходимо разместить все данные в Git-репозитории и к заявке на участие в проекте нужно прикрепить URL-ссылку на контейнер.

Еще одно ограничение, которое будет невозможно обойти – это физические габариты микросхемы. Так, максимальная площадь кристалла не должна превышать 10 мм2.

Партнеры Google

Сама Google не занимается производством микросхем, и для реализации своего проекта она обзавелась рядом партнеров. В первую очередь это ИТ-компании eFabless и Antmicro, а также ряд высших учебных заведений, среди которых есть Калифорнийский университет в Санта-Крузе (США), Калифорнийский университет в Сан-Диего и Американский университет в Каире (Египет).

Список всех партнеров Google в новом проекте

Непосредственно за производство микросхем будет отвечать еще один партнер Google – американская компания SkyWater Technology, в 1991 г. поглощенная крупным производителем полупроводниковой продукции Cypress Semiconductor и в 2017 г. отделившаяся от него. SkyWater, как сообщал CNews, известна, в том числе, тем, что с 2018 г. занимается разработкой технологии создания монолитных 3D-чипов (3DSoC) с нормами техпроцесса, эквивалентными 7 мм, с использованием оборудования для производства с нормами 90 нм.

Возможна ли настоящая персонализация общения на рынке B2B?

Бизнес

Со стороны Google программу возглавляет инженер-программист Тим Анселл (Tim Ansell). В компании он работает с 2008 г.

Сроки производства

Производство первых микросхем Google и партнеры планируют запустить в ноябре 2020 г., пока без указания объема партии. Вторая партия будет запущена в начале 2021 г., но точную дату Google не раскрывает. ИТ-гигант собирается выпускать микросхемы в рамках нового проекта и дальше, но на момент публикации материала не было известно, как долго все это продлится, поскольку пока что проект находится в стадии эксперимента.

Для наращивания темпов развития своей идеи Google и SkyWater пошли на беспрецедентный шаг и впервые за всю историю выпустили полностью открытый и бесплатный пакет правил проектирования (PDK, process development kit). PDK также включают в себя все спецификации техпроцесса и другие данные, необходимые для разработки микросхемы, и, как правило, они стоят достаточно больших денег.

Компания Antmicro, один из партнеров Google по данному проекту, подчеркивает, что это действительно первый открытый и бесплатный PDK во всем мире. Весь проект, по мнению компании, значительно снижает стоимость входа в разработку и производство микросхем.



Микросхема «Микрона» для NFC- меток получила статус продукции отечественного производства первого уровня

Министерство промышленности и торговли РФ подтвердило соответствие разработанной АО «НИИМЭ» и производимой ПАО «Микрон» микросхемы для NFC-меток MIK213ND требованиям, предъявляемым к продукции отечественного производства первого уровня.

Данная микросхема используется в радиочастотных метках для маркировки широко спектра объектов, включая древесину, металл, стекло, пластик, бумагу, преимущественно в маркетинговых целях. MIK213ND , единственный российский микрочип, соответствующий стандартам NFC Forum Type 2 Tag, является первым чипом отечественного производства с NFC-интерфейсом, он не требует специального считывателя, для считывания может быть использовано любое устройство с NFC-модулем.

«Мы начали выпускать чип MIK213ND в 2017 году для RFID-маркировки продукции «Микрона». RFID NFC этикетка содержит информацию о партии, дате производства, наименовании микросхемы. Также служит своего рода защитой товара от подделок и защитой бренда», -отмечает Алексей Маркин, начальник RFID-лаборатории ПАО «Микрон».

MIK213ND представляет собой универсальный однокристальный микропроцессор, предназначенный для использования в радиочастотных метках. Он обеспечивает бесконтактную передачу информации на расстоянии до 100 мм, в зависимости от геометрии антенны и мощности считывающего-записывающего устройства. Микрочип передает данные на частоте 13.56 МГц со скоростью 106 кбит/с.

«В эпоху цифровой экономики и активного развития интернета вещей в России потребность рынка в RFID – технологиях будет неуклонно расти, создавая новые сценарии применения для NFC- меток», — считает Дмитрий Терентьев, заместитель начальника сборочного производства. На сегодняшний день микросхема MIK213ND уже используется в электронных картах в пилотном проекте по чипированию древесины в Иркутской области, а также для внутреннего складского учета в ПАО «Микрон».

***

«Микрон» – единственный производитель микросхем первого уровня для смарт-карт, ID-документов и RFID-продукции в РФ. Статус отечественной микроэлектронной продукции первого уровня подтверждает, что при проектировании и разработке указанной интегральной микросхемы не используются готовые схемотехнические решения иностранного производства, разработка, изготовление и сборка осуществляются на территории РФ компанией-резидентом.

RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) – технология автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в метках.

Near field communication, NFC («коммуникация ближнего поля», «ближняя бесконтактная связь») — технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, простое расширение стандарта бесконтактных карт (ISO 14443), которое объединяет интерфейс смарт-карты и считывателя в единое устройство.

NFC FORUM TYPIES– стандарты рынка NFC, определяющие, как устройство с поддержкой NFC в режиме чтения / записи обнаруживает, считывает и записывает сообщение формата NDEF на платформы типа NFC FORUM TYPE TAGS.

NFC метка — это бесконтактная RFID метка способная хранить данные в формате NDEF, которая работает в инфраструктуре ISO14443 с NFC устройствами, совместимыми с правилами NFC Forum.

NDEF — (NFC Forum Data Exchange Format), формат данных для обмена сообщениями согласно правилам NFC Forum.

Неиспользуемые выводы логических элементов и особенности их эксплуатации

При построении схем на цифровых интегральных микросхемах часто используются не все входы логических элементов. Исходя из логики работы схем, на эти входы следует подать либо логический ноль, либо логическую единицу. Логический ноль как в ТТЛ, так и КМОП сериях интегральных микросхем подаётся путём подключения входов к общему проводу («шина земля»).

В большинстве серий ИЦМ неиспользуемые входы элементов, выполняющих логические функции «И» или «И-НЕ», не должны оставаться неподключенными. В ТТЛ и ТТЛШ сериях сигнал от неподключенного входа воспринимается как логическая единица, но оставлять его свободным не рекомендуется, так как возникающие при этом дополнительные заряды в базе входного транзистора замедляют переключение элемента по другим входам, кроме того, импульсы помехи, вызываемые переключением соседних элементов, размещённых в одном корпусе микросхемы, могут привести к ложным срабатываниям. Поэтому в сериях ТТЛ и ТТЛШ неиспользуемые «И» входы либо объединяют с другими, но так, чтобы не превысить допустимую нагрузку, либо подключают к источнику питания  +5В  через  токоограничивающий  резистор  сопротивлением

1…3 кОм, для защиты от скачков напряжения, возникающих, например, при включении питания. К одному резистору рекомендуется подключать до 20 неиспользуемых входов. Логическую единицу можно подать также с выхода инвертора, вход которого подключён к общему проводу. У многовходовых элементов неиспользуемые входы можно подключать к используемым, однако в этом случае увеличивается нагрузка на выход микросхемы – источника сигнала.

В сериях КМОП не должно быть неподключенных входов, так как на них может оказаться наведенным любой потенциал, что приведет к ложному состоянию схемы. Входы КМОП элементов можно непосредственно подключить к источнику питания, без резистора.

Неиспользуемые входы элементов, выполняющих логические функции «ИЛИ» или «ИЛИ-НЕ» в любых сериях, должны быть подключены к логическому нулю.

Рекомендуется также неиспользуемые функциональные элементы ТТЛ серий включить таким образом, чтобы на их выходах была логическая единица. В этом случае уменьшается энергопотребление данного функционального элемента.

ЭСЛ логические элементы позволяют оставлять незадействованными входы (мы это подробно рассматривали выше), в этом случае они работают так, как будто на них поданы уровни логического нуля.

При построении схем на логических элементах требуется применение по цепям питания блокировочных конденсаторов ёмкостью

0,068…0,1 мкФ на каждые 3…4 корпуса микросхем для защиты от высокочастотных помех по цепям питания. На каждой плате – ТЭЗ (типовой элемент замены) должен быть установлен один оксидный (электролитический) конденсатор ёмкостью 10…15 мкФ для защиты от низкочастотных помех.

Для сопряжения ИЦМ требуется выбрать нагрузку ИЦМ передатчика таким образом, чтобы значения входных токов уровней логической единицы I01 и логического нуля I00, а также и выходных напряжений уровней логической единицы U01  и логического нуля U00 не выходили за пределы, установленные техническими условиями.

Для определения числа подключаемых единичных нагрузок в

пределах одной серии ИЦМ следует вычислить отношения

I00 max ;

IБАЗ0

I01max ,

IБАЗ1

где I00max, I01max  максимально допустимые токи нагружаемой ИС,

IБАЗ0, IБАЗ1 входные токи базового элемента данной серии.

Меньшее из этих значений и является коэффициентом разветвления по выходу Краз, который показывает количество единичных нагрузок, подключенных к данному выходу.

Аналогичным образом можно рассчитать Краз при работе ИЦМ передатчика одной серии и приемника другой серии ИЦМ, относящихся к одному типу интегральной логики. Для серий ТТЛ и ТТЛШ рассчитанные значения Краз приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

ИЦМ передатчик

Количество единичных нагрузок серий

155

531

555

1533

155

10

8

20

20

531

12

10

50

50

555

5

4

20

20

1533

2

2

10

20

В сериях ТТЛ и ТТЛШ имеются ИЦМ с повышенной нагрузочной способностью. Как правило, такие микросхемы выполняют логическую функцию, которую уже выполняет какая-либо микросхема в данной серии, но обозначение они имеют другое. В справочных пособиях про такие микросхемы написано либо «с повышенной нагрузочной способностью», либо «буферные логические элементы». Например, в серии 155 ИЦМ 155ЛА3 обозначается как «четыре логических элемента 2И-НЕ» (т.е. в одном корпусе ИЦМ содержится четыре двухвходовых логических элемента И-НЕ), а ИЦМ 155ЛА12 обозначается как «четыре буферных логических элемента 2И-НЕ». Нагрузочные способности некоторых таких элементов приведены в

табл.3.2.

Таблица 3.2

ИЦМ передатчик

Количество единичных нагрузок серий:

155

531

555

1533

155ЛА6

30

24

60

60

555ЛА6

15

12

60

60

155ЛА12

30

24

60

60

555ЛА12

15

12

60

60

531ЛА16

37

30

15

150

Коэффициент            разветвления  по       выходу           у  КМОП-микросхем очень высок, поскольку полевые транзисторы имеют чрезвычайно

высокое входное сопротивление. Однако существенные емкости в выходных цепях, присущие КМОП-технологии, снижают их быстродействие. Дело в том, что МОП-транзисторы имеют существенное сопротивление в открытом состоянии, и это ограничивает ток, заряжающий или разряжающий емкости выходных цепей. Рассчитать значения Краз можно по приведённой выше методике.

Коэффициент разветвления по выходу у ЭСЛ микросхем очень высок благодаря очень большому входному импедансу. Кроме того, как уже отмечалось выше, ЭСЛ – логические элементы отличаются чрезвычайно высоким быстродействием. Одна из проблем ЭСЛ технологии связана с необходимостью соблюдать строгие требования при размещении схем на кристалле и расположении выводов. В противном случае из-за высоких скоростей переключения паразитные емкостные и индуктивные связи приведут к недопустимому уровню межсигнальных помех.

Какой вывод следует из всего вышесказанного? А вот какой. После структурного синтеза схемы логического автомата на этапе разработки принципиальной электрической схемы необходимо тщательно проверить подключения всех выходов логических элементов на нагрузочную способность и, в случае необходимости, либо использовать элементы с повышенной нагрузочной способностью, либо включить параллельно ИЦМ – источника сигнала ещё одну такую же ИЦМ и распределить между ними входы ИЦМ – приёмники сигналов. За этим необходимо очень внимательно следить, в противном случае сбои в работе логического автомата гарантированны.

Материал взят из книги Логические автоматы Типовые комбинационные схемы (Илюхин А.В.)

Забота о микросхемах | Природа неврологии

Микросхемы: интерфейс между нейронами и функцией глобального мозга

The MIT Press, 2006 472 стр., Твердая обложка, 55,00 долл. США ISBN 0262072785 | ISBN: 0-262-07278-5

Поиск в Интернете по запросу «микросхемы» дает более полумиллиона результатов, и эта книга возглавляет список. Откуда такое волнение? Одна из причин заключается в том, что большинство нейробиологов изучают микросхемы в широком смысле, что делает эту книгу интересной. Редакторы дают гибкое рабочее определение (« четко определенные, довольно небольшие образования нервных клеток ») и обрисовывают свою цель — обеспечить мост от генетического и молекулярного уровня к поведенческому и когнитивному уровню не напрямую, а через понимание промежуточных микросхем. .

Книга состоит из четырех разделов, в которых рассматриваются микросхемы в двигательной системе, полосатом теле, обонятельной системе и неокортексе. Книга состоит из глав, написанных ведущими экспертами, за которыми следует групповой отчет.В первом разделе рассматриваются колликулярные микросхемы для саккадических движений глаз (Isa и Sparks), а также микросхемы локомоторных позвоночных (Sillar и Grillner) и беспозвоночных (Pfluger и Buschges) и подчеркивается тот факт, что исследователи добились большого прогресса в достижении этой общей цели и исследователи в совершенно разных системах говорят на одном языке. Групповой отчет (Kiehn) представляет собой элегантную попытку извлечения общих принципов проектирования в центральных микросхемах генератора шаблонов в моторных системах, которые адаптированы для многих конкретных задач.Аргумент, эффективно поддерживаемый схемотехникой, состоит в том, что центральные генераторы паттернов включают почти универсальное «ядро», которое состоит из небольшой сети возбуждающих и тормозящих нейронов. Основной микросхемой затем функционально приспособлен для выполнения конкретных задач (например, сегментно реплицируются и соединенные между собой в системах опорно-двигательного аппарата, или водитель ритма въехал в дыхательных центров ствола головного мозга). Нейромодуляция важна для настройки вывода схем.

Эти темы развиваются, и новые вводятся в раздел полосатого тела, который знакомит читателей с основными типами клеток, микросхемами и нейромодуляцией в базальных ганглиях (Surmeier, Tepper and Plenz, Bergman, Kimura, Wickens).В групповом отчете (Bolam) обсуждается каноническая микросхема, взаимосвязанная группа нейронов со средними шипами, ГАМКергические интернейроны с быстрым выбросом и гигантский холинергический интернейрон, коллективно иннервируемый кортикостриатными глутаматергическими проекциями и дофаминергическими проекциями черной субстанции. Эта архитектура предлагается в качестве субстрата для «выбора» между различными корковыми входами с помощью хорошо охарактеризованных ионных механизмов, обеспечивающих «UP» и «DOWN» состояния. Допаминергическая и холинергическая модуляция, действующая на каноническую микросхему в сильно дивергентной и конвергентной системе корковых афферентов, предлагается в качестве основы для пластичности, связанной с вознаграждением.

В разделе об обонятельных микросхемах пересматриваются общие принципы сенсорного кодирования и декодирования систем беспозвоночных и позвоночных. В главах рассматриваются популяционное кодирование и сетевая динамика в обонятельных путях насекомых (Laurent), замещение нейронов в обонятельной луковице (Lledo), молекулярная спецификация связи в обонятельных микросхемах (Mombaerts, Feinstein) и топографические аспекты обонятельных цепей, карт и кодов (Sachse, Galizia). ). Групповой отчет (Фридрих) сфокусирован на формулировании канонического взгляда на обонятельные микросхемы, включая пространственные и временные аспекты.

Неокортикальный отдел широко варьируется, включая разнообразие интернейронов (DeFilipe et al .), Состояния UP коры, цепочки синфайров и сетевую динамику (McCormick и Yuste), динамику мозга, относящуюся к сознанию (Changeux и Michel), и вычислительную подходы (Маасс и Маркрам). В групповом отчете (Fregnac) исследуется степень каноничности кортикальных цепей в разных областях и видах и связь состояний UP с микросостояниями коры. В отчете оценивается модульность (непрерывная или кластерная организация внутри и между корковыми областями), подчеркивая вертикальный и горизонтальный характер столбчатой ​​организации.В отчете также рассматриваются временные аспекты обработки информации и «шум» в корковых цепях: контроль усиления, периодическое возбуждение и многое другое. Группа смело рассматривает, как это может быть связано с тем, что делает неокортекс, находя достоинства механизмов микросхем (цепей синфайров, состояний UP) во внимании, восприятии и сознании.

В книге кратко изложены ключевые темы исследования микросхем: кодирование пространственной информации, временная обработка информации, возбуждающе-тормозящие взаимодействия, модульность и модуляция. Многие главы освежающе спекулятивны, поднимаясь к цели серии конференций Далема — выйти за рамки формата большинства материалов конференций. Действительно, особая сила книги в том, что многие авторы явно перечисляют то, что они считают ключевыми неотвеченными вопросами в своей подполе. Большая часть предположений основана на нейронной «основе» — экспериментально определенных ионных и синаптических механизмах, лежащих в основе организации цепей. В этой книге разъясняется, что поведение в конечном итоге следует понимать с точки зрения функциональной организации микросхем.

На будущее перед нами стоят два вопроса. Во-первых, необходимо указать конкретный уровень организации при идентификации и анализе микросхем. Первоначально применяемый к локальным паттернам синаптического взаимодействия и простых рефлекторных путях, этот термин теперь применяется на многих уровнях, включая внутридендритные взаимодействия, локальные синаптические связи, межслойные связи и локальные цепи. Другой вопрос, являются ли модули микросхем в коре головного мозга разнообразными или стереотипными и как это связано с высшими кортикальными функциями. Многие рабочие гипотезы, изложенные в этом томе, будут стимулировать дальнейшие исследования таких вопросов.

Информация об авторе

Принадлежность

  1. Гордон М. Г. Шеперд работает на кафедре физиологии Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета, Чикаго, Иллинойс 60611, США. [email protected]

    Гордон М. Дж. Шеперд

  2. Гордон М. Шеперд работает на кафедре нейробиологии Медицинской школы Йельского университета, 333 Cedar Street, New Haven, Connecticut 06510, [email protected]

    Gordon M Shepherd

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Shepherd, G., Shepherd, G. Забота о микросхемах. Nat Neurosci 10, 1503 (2007). https://doi.org/10.1038/nn1207-1503

Ссылка для скачивания

Различные ответы микросхем на сопоставимые входные данные от одной и обеих копий идентифицированного проекционного нейрона

РЕЗЮМЕ

Нейронные входы микросхем часто представлены в виде множества копий явно эквивалентных нейронов. Однако до сих пор мало что известно об относительном влиянии на выход микросхемы активации всех или только некоторых копий такого входа. Мы исследуем эту проблему на стоматогастральном ганглии краба ( Cancer borealis ), где желудочная мельница (жевательная) микросхема активируется модуляторным комиссуральным нейроном 1 (MCN1), билатерально спаренным модуляторным проекционным нейроном. Оба MCN1 содержат одни и те же ко-трансмиттеры, влияют на одни и те же нейроны микросхемы желудочного мельника, могут управлять двухфазным ритмом мельницы желудка и совместно активируются всеми идентифицированными путями активации MCN1.Здесь мы определяем, является ли ответ микросхемы мельницы желудка эквивалентным при стимуляции одного или обоих MCN1 в условиях, когда пара подобрана для коллективного срабатывания с той же общей скоростью и паттерном, что и одиночная стимуляция MCN1. Двойная стимуляция MCN1 вызвала более согласованные ритмы, и эти ритмы имели более длинные фазы и периоды цикла. Эти разные результаты от одиночной и двойной стимуляции MCN1 могли быть результатом относительно скромной и эквивалентной скорости возбуждения желудочного нейрона LG (латеральный желудок) во время каждого подобранного набора стимуляций. Опосредованное LG нейроном ионотропное ингибирование окончаний аксона MCN1 является спусковым крючком для перехода от фазы ретракции к фазе растяжения. Это влияние нейронов LG на MCN1 было более эффективным во время двойной стимуляции, где частота активации каждого MCN1 была вдвое меньше, чем во время согласованных одиночных стимуляций. Таким образом, эквивалентная индивидуальная и совместная активация класса нейронов модуляторной проекции не обязательно приводит к эквивалентному выходу микросхемы.

Сноски

  • Конкурирующие интересы

    Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих или финансовых интересов.

  • Вклад авторов

    Концептуализация: G.F.C., A.P.C., M.P.N .; Методология: G.F.C., A.P.C., M.P.N .; Формальный анализ: G.F.C., A.P.C .; Расследование: G.F.C., A.P.C .; Ресурсы: M.P.N .; Курирование данных: G.F.C., A.P.C .; Написание — черновик: М.П.Н .; Написание — просмотр и редактирование: G.F. C., A.P.C., M.P.N .; Визуализация: A.P.C .; Кураторство: М.П.Н .; Администрация проекта: М.П.Н .; Финансирование: M.P.N.

  • Финансирование

    Эта работа была поддержана Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (R01-NS029436, M.П.Н.). Депонируется в ЧВК для выпуска через 12 месяцев.

  • Поступила 1 мая 2020 г.
  • Принята 13 августа 2020 г.
  • © 2020. Издано ООО «Компания Биологов»

Ингибирующая микросхема в предубикулуме мыши: от свойств интернейронов до ввода-вывода подключение

Пространственная ориентация и навигация контролируются определенными нейронными цепями и элементами. Предубикулум, переходная область коры парагиппокампа, расположена между гиппокампом и энторинальной корой и участвует в пространственной навигации у животных и людей. Более половины предубикулярных нейронов являются клетками направления головы, которые активируются в зависимости от направления движения. Предполагается, что предубикулум является решающим узлом для передачи информации о направлении движения в энторинально-гиппокампальную сеть и обратной передачи информации о визуальных ориентирах в вышележащие области контура направления головы. Несмотря на свою функциональную важность, обработка информации в 6-слойной предсубикулярной микросхеме до конца не изучена. Во время моей докторской диссертации я изучал тормозящие нейроны предубикулярной микросхемы при подготовке среза, используя записи патч-кламп.Я охарактеризовал их анатомо-физиологические свойства, а также их функциональную связь с основными локальными нейронами. В первой части я исследовал разнообразие двух основных популяций ГАМКергических нейронов, парвальбумина (PV) и соматостатина (SOM), экспрессирующих интернейроны в предубикулуме мыши. Используя трансгенные линии мышей Pvalb-Cre, Sst-Cre и X98, интернейроны которых были флуоресцентно помечены, я показал существование типичных корзинообразных интернейронов ЛВ в основном в линии Pvalb-Cre и низкопороговых клетках Мартинотти SOM. как интернейроны в линии X98 и Sst-Cre.Неконтролируемый кластерный анализ, основанный на электрофизиологических параметрах, дополнительно выявил переходную группу, содержащую интернейроны из линий Pvalb-Cre или Sst-cre с квазибыстрыми свойствами и гетерогенной морфологией. Небольшая субпопуляция ~ 6% интернейронов коэкспрессирует PV и SOM в предубикулуме мыши. Предубикулум, кажется, разделяет всю сложность других областей коры с точки зрения торможения. Во второй части я исследовал интеграцию таламических входов основными нейронами, а также интернейронами PV и SST в предубикулуме, используя двойные записи с фиксацией патч-зажима.Я обнаружил, что аксоны таламуса избирательно иннервируют поверхностные слои и устанавливают прямые синаптические контакты с пирамидными нейронами, которые проецируются на медиальную энторинальную кору, а также с интернейронами ЛВ в поверхностном слое 3. Напротив, интернейроны SST косвенно рекрутируются предубикулярными пирамидными клетками с облегчением и частотой. зависимый образ. Они могут опосредовать латеральное торможение близлежащих основных клеток и в то же время сохранять устойчивое возбуждение основных нейронов. В экспериментах с парной записью я обнаружил, что клетки PV подавляют соседние пирамидные нейроны с высокой вероятностью соединения.Интернейроны ЛВ быстро рекрутируются таламическим возбуждением и опосредуют торможение прямой связью в преубикулярных пирамидных нейронах. Моя докторская работа принесла фундаментальные знания о предубикулярной тормозной микросхеме. Он выявил разные популяции ГАМКергических интернейронов и выявил канонические мотивы, подавляющие прямую и обратную связь, которые, вероятно, рекрутируются в разное время во время передачи сигналов направления головы.

Новый класс микросхем для космоса и военных

Как и во многих других областях, технология упаковки электронных компонентов быстро развивается.НАСА ищет способы включения некоторых из этих новых и появляющихся технологий в свои системы с введением нового класса микросхем, Класса Y.

Введение этой новой классификации позволяет НАСА и другим космическим агентствам использовать более совершенные сложные микросхемы. которые требуют взаимосвязанных пакетов высокой плотности.

«Мы рассматриваем это как открытие [для НАСА и космической отрасли] новой категории деталей», — заявил Шри Агарвал, руководитель программы Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) и руководитель целевой группы G-12, назначенной для поддержать развитие класса Y.

Ранее НАСА предпочитало использовать герметичные упаковки для критически важных приложений в космосе. Герметичные упаковки, изготовленные из металла, керамики и стекла, представляют собой жесткие упаковки с герметичным уплотнением. Предпочтение было отдано герметичным упаковкам, потому что для подтверждения целостности упаковки требовалось всего три испытания. С другой стороны, негерметичные микросхемы традиционно было трудно оценить, а негерметичные корпуса могут открывать несколько границ раздела материалов.

Тем не менее, новые потребности в упаковке, такие как необходимость в трехмерных упаковках для размещения уложенных друг на друга сборок чипов, требуют использования негерметичной упаковки из смешанных материалов.

Инженер по надежности Джек Шу объяснил эти новые потребности. «Если мы думаем о наших печатных платах как о городе, наши нынешние печатные сборки похожи на Лос-Анджелес. Лос-Анджелес разбросан, и это означает, что мы больше не можем получать сигнал от одного конца до другого в отведенное время. Один из способов сделать вещи еще ближе — начать наращивать, а не выходить из строя, чтобы наша печатная плата была похожа на Нью-Йорк ».

Чтобы удовлетворить эти трехмерные потребности, Майкл Сэмпсон из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА предложил и поддержал разработку новой категории негерметичных военных микросхем космического уровня: класса Y.

«Сложная технология микросхем не подходит для традиционных процессов производства с герметичной изоляцией», — пояснил Сэмпсон. «Мы значительно отошли от традиций с классом Y».

Схема примера упаковки класса Y

Разработка класса Y проводилась при содействии правительственно-промышленного комитета TechAmerica (ныне SAE) G12 и стала международной инициативой под руководством НАСА по внедрению новых технологий на космическом уровне военные требования. Это первый новый класс, представленный более чем за 20 лет.

20 декабря 2013 года Агентство по логистике обороны выпустило версию K спецификации микросхем (MIL-PRF-38535), которая включает класс Y. Официальное введение позволяет компаниям сертифицировать класс Y, а затем квалифицировать продукцию как класс Y.

«Класс Y будет для нас новым инструментом, позволяющим нам продолжать расширять границы наших разработок», — заявил Шу. «Мы всегда ищем способы сделать изделия быстрее, как с точки зрения скорости работы, так и с точки зрения строительства.Класс Y поможет нам и дальше получать более высокие скорости передачи данных и даже более чувствительные схемы, чтобы мы могли видеть то, чего никогда не видели в прошлом ».

Введение класса Y потребовало новой концепции, разработки новых методов испытаний и обновления существующих стандартов. Поскольку работа с гораздо более хрупкой негерметичной упаковкой требует более сложного процесса тестирования, Сэмпсон разработал инновационный процесс для демонстрации целостности упаковки специально для негерметичных микросхем класса Y. Работа над новым классом продолжается.

«Работа продолжается с учетом уроков, извлеченных из первоначального внедрения нового класса», — сказал Сэмпсон

Нацеливание на микросхемы мозга может помочь в лечении аутизма | Спектр

Карта мозга: В префронтальной коре головного мозга мыши нейроны, которые активируют сигналы (зеленый), образуют цепи с теми, которые подавляют сигналы (красный).

Это невероятно захватывающее время для исследований аутизма. Сложные исследования поведения и познания продвинули наше клиническое понимание аутизма далеко за рамки критериев «Диагностическое и статистическое руководство по психическим расстройствам ».

В то же время исследования структурной и функциональной визуализации выявили определенные области мозга, нетипичные для аутизма. Наконец, генетические и эпидемиологические исследования выявляют все больше и больше факторов, повышающих риск заболевания. Но как преобразовать эту информацию в лечение?

Здесь я утверждаю, что понимание функции нейронных цепей, в частности микросхем в префронтальной коре и других частях мозга, сыграет важную роль в переводе результатов исследований в новые методы лечения.

Термин «микросхема» относится к набору взаимосвязанных нейронов в области мозга 1 . Некоторые исследования сосредоточены на микросхемах в отдельных слоях коры, в то время как другие рассматривают микросхемы, состоящие из взаимосвязанных нейронов в разных слоях.

Обычно исследователи предполагают, что микросхема в определенной области состоит из определенных типов клеток. Также предполагается, что возможность подключения в каждой микросхеме следует стереотипному шаблону, в котором ячейки данного типа получают входные данные от аналогичных источников и отправляют выходные данные аналогичным целям.

Почему понимание функции микросхем должно быть важно для воплощения открытий об аутизме в новые методы лечения?

Проще говоря, после того, как мы определим, какие гены, проводящие пути, области мозга и воздействия окружающей среды участвуют в аутизме, нам нужно точно понять, как эти факторы влияют на поведение. Цель понимания функции микросхем — объяснить, как изменения свойств клеток или синапсов, соединений между нейронами, приводят к изменениям в паттернах нейрональной активности, которые порождают поведение.

Общий перекресток:

Рассмотрим следующие три проблемы, на которые следует обратить внимание при изучении микросхем: Во-первых, большинство случаев аутизма, вероятно, имеет несколько генетических, экологических или связанных с развитием причин. В результате лекарства, нацеленные на определенные пути, могут иметь ограниченную эффективность, когда каждый путь вносит лишь небольшой вклад в общий риск аутизма. Однако несколько путей, вероятно, сходятся на каком-то уровне, на котором их индивидуальные эффекты объединяются, чтобы вызвать аутизм.

Микросхемы представляют собой место, где встречаются несколько типов клеток и синапсов. Мы предполагаем, что они могут представлять собой место патологической конвергенции при аутизме, и поэтому лечение, восстанавливающее типичную функцию микросхемы, будет нацелено на окончательный общий путь.

Во-вторых, даже в случаях аутизма, который является результатом одного или небольшого количества факторов, эти факторы могут играть роль на ранних этапах развития и вызывать устойчивые изменения в организации и функционировании микросхем.

Например, синдром Тимоти, редкое заболевание, вызывающее пороки сердца и аутизм, вызвано мутацией в гене, кодирующем субъединицу кальциевого ионного канала, который, помимо прочего, регулирует нейрональную передачу сигналов. Исследование, опубликованное в прошлом году с использованием нейронов, полученных из клеток кожи людей с синдромом Тимоти, показало, что эта мутация может изменять развитие нейронов, изменяя относительное количество нейронов, принадлежащих к разным классам 2 .

Лечение, направленное на дисфункцию кальциевых каналов, может быть эффективным на ранних стадиях развития, но на более поздних этапах разработки может потребоваться также лечение возникающих в результате изменений в структуре микросхемы.

В-третьих, с практической точки зрения было бы неэффективно разрабатывать отдельные методы лечения, нацеленные на каждый отдельный генетический, молекулярный путь или путь развития, который способствует аутизму. Возможность идентифицировать любые общие эффекты этих путей на функцию контура позволила бы разработать методы лечения случаев аутизма, вызванного множеством причин.

Интегрирующий центр:

Итак, каковы перспективы обнаружения общих форм дисфункции микросхем, которые актуальны для множества случаев аутизма?

Одна из областей, которая привлекла интерес, — это медиальная префронтальная кора (mPFC).Префронтальная кора объединяет информацию из нескольких областей мозга, чтобы задействовать когнитивные функции высокого уровня, такие как планирование и принятие решений. Считается, что аномальная интеграция такой информации является основным признаком аутизма и коррелирует с социальным дефицитом 3,4 .

Давняя гипотеза состоит в том, что аутизм включает в себя избыток сигналов, активирующих нейронные цепи, по сравнению с теми, которые их подавляют. 5 . Я участвовал в исследовании, опубликованном прошлым летом, в котором проверялось, может ли индуцирование такого возбуждающе-тормозного дисбаланса в mPFC у мышей воспроизводить аспекты аутизма.Как и предполагалось, стимуляция возбуждающих (но не тормозных) нейронов в mPFC с использованием лучей света нарушает социальное поведение у мышей 6 .

В частности, эта оптогенетическая стимуляция связана с быстрыми мозговыми волнами в диапазоне гамма-частот (30-100 Гц), которые также можно измерить у людей с помощью электроэнцефалографии или магнитоэнцефалографии. Некоторые исследования обнаружили аналогичное увеличение гамма-ритмов у людей с аутизмом 7 , хотя другие исследования сообщают о замедленных ритмах 8,9 .

Оптогенетическое исследование, безусловно, вызывает много вопросов. Например, оптогенетическая стимуляция временно инактивирует mPFC или меняет его выход? Тем не менее, исследование предполагает, что изменения в характере активности микросхем в mPFC, в частности, изменения возбуждающе-тормозного баланса или гамма-колебания, представляют собой режимы дисфункции микросхем, которые могут способствовать аутизму.

Конечно, ничто из этого не означает, что терапевтические стратегии, нацеленные на конкретные генетические, молекулярные пути или пути развития, не будут эффективными методами лечения аутизма. Скорее, важно понимать, как такие манипуляции в конечном итоге изменяют функцию микросхемы, а также то, как они модулируют отдельные пути.

Измерение влияния возможных методов лечения на функцию микросхем может помочь нам определить наиболее эффективный из множества агентов, нацеленных на один и тот же молекулярный путь. И поиск способов манипулирования функцией микросхем может привести к новым терапевтическим стратегиям, которые не действуют напрямую на дисфункциональные молекулярные пути, а действуют вместо этого на параллельных путях — подобно тому, как объездные пути обеспечивают альтернативные маршруты для объезда пробок.

Перевод генетических, анатомических, эволюционных и эпидемиологических данных в новые методы лечения аутизма является серьезной проблемой. Но я верю, что десятилетия исследований в области фундаментальной нейробиологии микросхем вместе с новыми инструментами, которые позволяют нам определить, как определенные типы клеток способствуют функционированию микросхем 10 , внесут полезный и важный вклад в это важное дело.

Викаас Сохал — доцент кафедры психиатрии Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Ссылки :

1: Дуглас Р.Дж. и К.А. Мартин Анну. Ред. Neurosci . 27 , 419-451 (2004) PubMed

2: Pasca S.P. et al. Nat. Med. 17 , 1657-1662 (2011) PubMed

3: Assaf M. et al. Нейроизображение 53 , 247-256 (2010) PubMed

4: Dichter G.S. et al. Soc. Cogn. Оказывать воздействие. Neurosci . 4 , 215-226 (2009) PubMed

5: Рубинштейн Дж.Л. и М. Merzenich Гены поведения мозга . 2 , 255-267 (2003) PubMed

6: Ижар О. и др. Природа 477 , 171-178 (2011) PubMed

7: Орехова Е.В. et al. Биол. Психиатрия 62 , 1022-1029 (2007) PubMed

8: Уилсон Т.В. et al. Биол. Психиатрия 62 , 192-197 (2007) PubMed

9: Gandal M.J. et al. Биол. Психиатрия 68 , 1100-1106 (2010) PubMed

10: Гонг С. et al. J. Neurosci. 27 , 9817-9823 (2007) PubMed

1964: Пик производства гибридных микросхем | Кремниевый двигатель

В конце 1950-х годов Армейский корпус связи США. В рамках программы RCA в качестве генерального подрядчика были разработаны гибридные микросхемы как плотные микромодульные сборки электронных компонентов.Гибридные схемы содержат один или несколько транзисторных чипов и пассивных компонентов, установленных на керамических подложках и соединенных между собой проводами или токопроводящими дорожками. После появления монолитных ИС функции, которые требовали упаковки с высокой плотностью и не могли быть интегрированы по экономическим или техническим причинам, продолжали производиться в виде гибридов. Примеры включают прецизионные аналоговые устройства, автомобильные средства управления и ранние полупроводниковые запоминающие устройства.

IBM разработала технологию Solid Logic Technology (SLT) для семейства компьютеров System / 360 в 1964 году до того, как монолитные ИС смогли удовлетворить потребности больших компьютеров в стоимости и скорости.Транзисторные микросхемы и пассивные компоненты, установленные на квадратных керамических модулях 0,5 дюйма с вертикальными выводами, потребляли меньше энергии и места, предлагая более высокую скорость и превосходную надежность по сравнению с печатными платами со встроенными транзисторами. IBM произвела сотни миллионов модулей SLT в высокоавтоматизированном , специально построенный завод в Ист-Фишкилле, штат Нью-Йорк. Bell Laboratories до конца 60-х годов прошлого века использовала устройства с герметичным соединением для пучка (BLSJ) и тонкопленочные межсоединения (Milestone 1965) для производства гибридных ИС для телефонных систем.

Ранее гибридные схемы ручной работы были трудоемкими и дорогими в производстве, но теперь они широко используются в приложениях, где интегрированные устройства не могут соответствовать конкретным задачам. Многокристальные модули (MCM) и корпуса (MCP) — это современные гибридные схемы, собранные машиной, которые используются для некоторых высокопроизводительных микропроцессоров и приложений памяти, автомобильных систем и радиочастотных трансиверов в сотовых телефонах и беспроводных локальных сетях.

  • Генри, Р. «Проект Тинкертой: система механизированного производства электроники на основе модульной конструкции», IRE Transactions on Production Techniques , Vol.1, выпуск 1 (сентябрь 1956 г.) с. 11.
  • Даммер, Г. У. А. и Гранвилл, Дж. У. Миниатюрная и микроминиатюрная электроника (Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1961), стр. 241-262.
  • Дэвис, Э. М., Хардинг, У. Э., Шварц, Р. С., Корнинг, Дж. Дж. «Технология твердой логики: универсальная высокопроизводительная микроэлектроника», Журнал исследований и разработок IBM (апрель 1964), стр. 102-114.
  • Интегрированные микросистемы Fairchild . Рекламная брошюра Fairchild Semiconductor.(1969).
  • Smits, F. M. ed. История инженерии и науки в системе Bell: технология электроники (1925-1975) (AT&T Bell Laboratories, 1985) стр. 110-113.
  • Бассетт, Росс Нокс В эпоху цифровых технологий . (Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса, 2002) стр. 67

5962-01-185-5435 — ЦИФРОВАЯ МИКРОСХЕМА, HM1763218, HM1-76321-8, ROM / PROM

×

Группа 85: Электрические машины и оборудование, их части; Звукозаписывающие и воспроизводящие устройства, устройства записи и воспроизведения телевизионного изображения и звука, а также их части и принадлежности

— — — — Не более 1 гигабита
График B №и товарные позиции Описание товара Кол-во единиц
85,42 — Схемы электронные интегральные; их части:
— — Электронные интегральные схемы:
8542. 31.0000 — — — Процессоры и контроллеры, совмещенные или не связанные со схемами, преобразователями, логическими схемами , усилители, тактовые и временные схемы или другие схемы No.
8542.32 — — — Воспоминания:
— — — — Случайный доступ динамического чтения-записи:
No.
8542.32.0023 — — — — — Более 1 гигабита No.
8542.32.32.0040 — — — — Статическое чтение-запись с произвольным доступом (SRAM) No.
8542.32.0050 — — — — Электрически стираемая программируемая постоянная память (EEPROM) No.
8542.32.0060 — — — — Стираемая (кроме электрически) программируемая постоянная память (СППЗУ)
8542.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *