Представлены серия многофункциональных микросхем стандартной логики и серия цифро-аналоговых микросхем для организации дифференциальной линии связи LVDS и LVDM, разработанные на основе базового кристалла 5529ТР015.

DOI:10.22184/1993-8578.2016.70.8.32.38

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Пул Ч.П. мл., Оуэнс Ф.Дж.
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #8/2016
В.Коновалов, В.Коняхин, С.Бражников
Современные микросхемы малой степени интеграции для аппаратуры космического назначения
Просмотры: 5599
Представлены серия многофункциональных микросхем стандартной логики и серия цифро-аналоговых микросхем для организации дифференциальной линии связи LVDS и LVDM, разработанные на основе базового кристалла 5529ТР015.

DOI:10.22184/1993-8578.2016.70.8.32.38
Микросхемы малой степени интеграции более 30 лет широко использовались в качестве основных компонентов при проектировании цифровых устройств. Однако в настоящее время их применение в цифровых устройствах существенно сократилось. На смену микросхемам малой степени интеграции пришли ПЛИС, микроконтроллеры, сигнальные процессоры и другие специализированные микросхемы, позволяющие создавать гораздо более совершенные и технически более сложные изделия.
При проектировании аппаратуры довольно часто возникают проблемы согласования сигналов между микросхемами. В подобных случаях применение больших интегральных схем, таких как ПЛИС, может быть не целесообразным. Для этих задач в настоящее время широко используются микросхемы согласующей логики в микроминиатюрных корпусах. В большинстве своем это микросхемы инверторов или логических элементов с малым количеством входов. Серии таких микросхем малой степени интеграции занимают свою нишу на рынке микроэлектроники, имеют широкую номенклатуру и в больших количествах выпускаются для коммерческого и промышленного применений.

Для создания особо надежной аппаратуры специального и космического назначения с длительным сроком эксплуатации без возможности ремонта требуются микросхемы военного или космического уровня качества. При ее разработке и производстве вся применяемая электронная компонентная база подвергается дополнительным отбраковочным испытаниям (ДОИ). ДОИ – это длительные и дорогостоящие испытания, которые проводятся для каждой партии и каждого типа микросхем. Соответственно, чем шире номенклатура применяемых в аппаратуре микросхем, тем существеннее затраты на ДОИ. При этом, потребность в микросхемах малой степени интеграции, как правило, мала (единицы, десятки штук), однако их номенклатура может быть значительной.
Перечисленные выше факторы говорят о необходимости создания функционально гибких, универсальных микросхем, способных выполнять функции схем малой степени интеграции и имеющих высокую надежность для применения в аппаратуре космического назначения.
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ МАЛОЙ СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ
В НПК "Технологический центр" на основе младшего типа базового кристалла серии 5529 были разработаны две многофункциональные цифровые микросхемы 5529ТР015-674 и 5529ТР015-675 для аппаратуры космического назначения, позволяющие заменить большинство типов микросхем малой степени интеграции.
При проектировании многофункциональных микросхем необходимо было достигнуть компромисса между функциональной гибкостью и простотой реализации. Был применен способ выбора функции с помощью дешифрации ее адреса, задаваемого подключением к "питанию" или "земле" специальных внешних выводов микросхемы. Структурная схема БИС серии многофункциональных микросхем представлена на рис.1. Адрес сконфигурированной функции поступает на дешифратор выбора функции. Выходы дешифратора мультиплексируют входы и выходы микросхемы к блоку, реализующему соответствующую адресу функцию. Такой способ является достаточно простым и надежным, так как не использует ячейки памяти для конфигурирования микросхемы. Количество возможных реализуемых функций при таком способе конфигурирования равно 2N, где N – количество адресных выводов, что обеспечивает достаточную функциональную гибкость. Также важными характеристиками микросхем серии являются небольшие габариты, надежность работы и устойчивость к воздействию специальных факторов.
Для определения набора функций, планируемых для реализации в микросхеме 5529ТР015-674, был проведен анализ серий 54 (74), 4000 и отечественных микросхем малой степени интеграции. На основании результатов анализа были выбраны наиболее востребованные функции. Многофункциональная цифровая микросхема последовательностной логики 5529ТР015-674 имеет восемь информационных выходов, десять информационных и семь адресных входов и реализует 124 функции следующих типов:
• логические элементы и разветвители;
• цифровые компараторы;
• шифраторы;
• дешифраторы;
• мультиплексоры;
• сумматоры;
• формирователи;
• RS, D и JK триггеры;
• регистры с записью по фронту и по уровню синхросигнала;
• сдвиговые регистры;
• счетчики Джонсона;
• двоичные и двоично-десятичные счетчики.
Некоторые микросхемы 74-й серии, функционально аналогичные реализованным в микросхеме 5529ТР015-674 функциям, представлены в таблице.
Многофункциональная цифровая микросхема 5529ТР015-675 реализует 511 различных комбинационных логических функций, имеет восемь информационных выходов, а также восемь информационных и девять адресных входов. В микросхеме представлены все возможные логические функции при двух и трех входных переменных, а также потенциально наиболее используемые варианты функций с большим числом переменных [1]. Для большей гибкости применения микросхемы в одной функции определено сразу восемь различных комбинационных функций. В качестве примера ниже представлены логические функции, выполняемые микросхемой и соответствующие конфигурационному адресу "054" (их графическое изображение показано на рис.2):

МИКРОСХЕМЫ
LVDS / LVDM-ПРИЕМНИКОВ И ПЕРЕДАТЧИКОВ
Помимо многофункциональных микросхем, в НПК "Технологический центр" также была разработана серия микросхем приемников и передатчиков стандартов низковольтной дифференциальной линии связи LVDS и LVDМ [2].
Микросхемы 5529ТР015-688 и 5529ТР015-698 представляют собой восемь передатчиков дифференциальной линии LVDS и восемь передатчиков дифференциальной линии LVDM соответственно. Их функциональная схема представлена на рис.3.
Микросхема 5529ТР015-689 содержит по четыре передатчика дифференциальной линии LVDS и приемника дифференциальной линии LVDS / LVDM, а микросхема 5529ТР015-699 – по четыре передатчика дифференциальной линии LVDM и приемника дифференциальной линии LVDS / LVDM. Функциональная схема 5529ТР015-689 и 5529ТР015-699 приведена на рис.4.
Микросхема 5529ТР015-697 содержит восемь приемников дифференциальной линии LVDS / LVDM. Ее функциональная схема представлена на рис.5.
Микросхема 5529ТР015-695 включает четыре полудуплексных приемопередатчика многоточечной дифференциальной линии M-LVDS. Функциональная схема 5529ТР015-695 приведена на рис.6.
Микросхема 5529ТР015-696 представляет собой коммутатор двух двухразрядных шин дифференциальных линий LVDS / LVDM. Данная микросхема имеет специальный вход управления мощностью дифференциальных выходов, который позволяет выбирать режим, соответствующий стандартам LVDS или LVDM. Функциональная схема 5529ТР015-696 показана на рис.7.
Полное подробное описание базовых кристаллов серии 5529 и микросхем, представленных в данной статье, приведено в книге [3].
Статья подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки России. Уникальный идентификатор ПНИ RFMEFI57815X0104.
ЛИТЕРАТУРА
1. Денисов А.Н., Коняхин В.В. Разработки НПК "Технологический центр" для применения в аппаратуре космического назначения // Международная конференция "Микроэлектроника 2015". Интегральные схемы и микроэлектронные модули: проектирование, производство и применение : Сб.тезисов. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2015. С. 74–77.
2. ANSI/TIA/EIA-644, Electrical Characteristics of Low Voltage Differential Signaling (LVDS) Interface Circuits, March 1996.
3. Коняхин В.В., Денисов А.Н., Федоров Р.А. и др. Микросхемы для аппаратуры космического назначения : Практ. пособ. / Под общ. ред. А.Н.Саурова. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2016. 388 с.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art