5.7. Цифровые интегральные микросхемы

При решении любых вопросов, связанных с цифровой обработкой радиолокационных сигналов, всегда возникает задача выбора какого-либо одного или нескольких типов интегральных микросхем (ИС), поэтому целесообразно привести их основные характеристики (на 1976 г.), ограничившись наиболее широко используемыми сериями ИС с полным набором номенклатуры. Некоторые ИС не будут рассматриваться (в частности» ИС инжекционной

логики и схемы памяти объемом 65К на приборах с зарядовой связью), так как к настоящему времени они либо не имеют поляной номенклатуры, либо выпускаются в ограниченных количествах. Не будут рассматриваться также уникальные цифровые ИС, разработанные специально для какой-либо конкретной задачи, поскольку они не являются микросхемами общего применения.

Цифровые ИС делятся на две основные категории: ИС памяти и логические ИС. В табл. 5.2 приведены основные характеристики нескольких типов ИС обеих категорий, причем выбраны ИС памяти наибольшей емкости. Отметим, что при уменьшении емкости ИС памяти в пределах одного и того же типа ее быстродействие, как правило, увеличивается.

Таблица 5.2 (см. скан)

Быстродействие ИС характеризуется задержкой распространения в вентиле. Сопоставляемые микросхемы (ИЛИ-НЕ и И-НЕ) приблизительно эквивалентны по сложности для всех типов ИС. Так, все они содержат по четыре вентиля в одном корпусе (исключение составляют которых в одном корпусе размещено пять вентилей). Приводимая в таблице мощность рассеяния и для ИС памяти, и для логических ИС относится к одному корпусу.

Наиболее широко и часто используются ТТЛ ИС, которые выпускаются с низким и высоким потреблением мощности, а также с диодами Шоттки. Они позволяют получить высокое быстродействие при небольшом значении мощности рассеяния. Различные серии памяти имеют высокий уровень интеграции, что связано с малой величиной мощности рассеяния в них. Они широко используются при создании блоков памяти. В настоящее время выпускаются ИС памяти емкостью бит в корпусе. МДП ИС памяти могут быть либо статическими, либо динамическими. Это определяет необходимость периодической регенерации содержимого памяти. В общем случае предпочтительнее статические ИС памяти, так как схемы управления ими намного проще. Преимущество динамических ИС заключается в более высоком уровне интеграции и, как правило, большем быстродействии. Приборы с зарядовой связью (ПЗС) начали использоваться для создания блоков цифровой памяти совсем недавно, но уже сейчас выпускаются ПЗС ИС динамической памяти емкостью бит. Технология ПЗС позволяет достичь еще большего уровня интеграции; так, в настоящее время разрабатываются ПЗС ИС емкостью бит.

ЭСЛ ИС обладают очень высоким быстродействием, но потребляют большую мощность. Преимуществом этих ИС является то, что они имеют прямые и инверсные выходы и почти постоянную мощность рассеяния. имеют наиболее полную номенклатуру, и круг их применений постоянно расширяется. и обладают еще большим быстродействием, не имеют менее полную номенклатуру.

Обычно для сопоставления различных типов ИС используют произведение их быстродействия на мощность рассеяния. На рис. 5.37 представлена зависимость задержки распространения от мощности рассеяния (на один вентиль, а не на корпус, как в табл. 5.2) для всех рассмотренных выше типов ИС [37, 42]. Уменьшение мощности рассеяния сопровождается, как правило, пропорциональным ухудшением быстродействия, причем величина мощности рассеяния оказывает существенное влияние на уровень интеграции в пределах одного типа ИС. Данные, представленные на рис. 5.37,

Рис. 5.37. (см. скан) Сопоставление некоторых типов логических ИС по задержке распространения и мощности рассеяния.

являются ориентировочными; точные максимальные, минимальные и типовые значения этих параметров разработчик может найти в справочных материалах по каждой из используемых ИС.