1. Informationstechnische Systeme Realisierungsvarianten für HW-Komponenten Anwendung von SSI Standard-IC Anwendung von µp und MSI-/LSI-Komponenten Einsatz anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen Klassifizierung integrierter Schaltungen S. A. Huss / Folie 1-1
Informationstechnische Systeme Außenweltschnittstellen Energieversorgung Digitalverarbeitung - fest verdrahtet - programmgesteuert Interne Schnittstellen Analogverarbeitung A/D-Umsetzung D/A-Umsetzung Aktoren Sensoren Komponenten in Systemen der Informationstechnik: SW-Komponenten Analoge HW-Komponenten AD- / DA-Wandler und Stellglieder Netzteile Kommunikationseinrichtungen (z.b. Modem) Digitale HW-Komponenten Standard - IC (SSI, MSI, LSI) Logikbausteine, Speicher, µp Anwendungsspezifische IC Bereich der Vorlesung S. A. Huss / Folie 1-2
Realisierungsvarianten für HW-Komponenten Anwendung von SSI Standard-IC HL-Hersteller SSI-Bibl. (Datenblätter) Systemintegration Systementwickler Spezifikation S chaltungsentw urf (Logikplan) Fertigung Leiterplattenentwurf "TTL-Grab" Entwicklung erfolgt auf Gatterebene Niedrige Integrationsdichte erreichbar (z.b. 1500 Gatter: 3-5 PCB!) PCB: Printed Circuit Board S. A. Huss / Folie 1-3
S. A. Huss / Folie 1-4 Realisierungsvarianten für HW-Komponenten Anwendung von µp und MSI-/LSI-Komponenten HL-Hersteller P- Entwicklungssystem MSI-/ LSI-Bibl. (Datenblätter) Spezifikation Systementwickler Programmentwurf Systemintegration Schaltungsentwurf Leiterplattenentwurf Fertigung
S. A. Huss / Folie 1-5 Realisierungsvarianten für HW-Komponenten... Kombinierte SW-/HW-Methode: Hauptaufgaben des Systementwicklers: Auswahl geeigneter Komponenten (µp, Speicher, Peripheriebausteine) SW-Entwicklung Schaltungsentwurf im erforderlichen Umfang SW-Methode: Sonderfall: Alle Funktionen in SW realisierbar Standard-HW ( single board computer ) einsetzbar, kein Schaltungsentwurf
S. A. Huss / Folie 1-6 Einsatz anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen HL-Hersteller Zellenbibliotheken IC - Layout Fertigung Entwurf Spezifikation Systementwickler Schaltungsentwurf Systemintegration "Standard" - CAE - System für IC (z.b. Cadence, Mentor, Viewlogic) ASIC ASIC: Application Specific Integrated Circuit
S. A. Huss / Folie 1-7 HW-Methode: Anwendbarkeit durch Systementwickler anstatt IC-Experten wegen: standardisierter Vorgehensweise o CAE-System o Bibliotheken IC-spezifische Entwurfsschritte beim HL-Hersteller (Layout, Verzerrung, DRC) überragende Leistungsfähigkeit (Durchstanz, Leistungsverbrauch, Kosten,...) CAE: Computer Aided Engineering DRC: Design Rule Check
Klassifizierung integrierter Schaltungen Einteilung: uneinheitlich in der Literatur sinnvolle Unterteilung Standardkomponenten (SIC) anwendungsspezifische Komponenten (ASIC) ASIC: Application Specific Integrated Circuit SIC: Standard Integrated Circuit S. A. Huss / Folie 1-8
S. A. Huss / Folie 1-9 Implementierungen:
S. A. Huss / Folie 1-10 Abkürzungen: CPLD: EEPROM: EPROM: FPAD: FPD: FPGA: FPID: MPGA: PLD: PROM: SPLD: UPL: Complex PLD Electrically Erasable EPROM Erasable PROM Field Progr. Analog Device Field Progr. Device Field Prog. Gate Array Field Progr. Interconnect Device Mask Progr. Gate Array Progr. Logic Device Progr. Read Only Memory Simple PLD User Progr. Logic
Typische Kennzeichen des ASIC-Entwurfs: Festlegung sowohl der Gesamtschaltung als auch von Teilschaltungen durch Anwender Entwicklung mittels CAE-Paketen und herstellerspezifischen Bibliotheken Trend: Verwischung der Grenze zwischen SemiCustom- und FullCustom-Entwurf aufgrund: anwendungsspezifischer Makrozellen (z.b. µp-kerne) Einsatz von Syntheseverfahren ('silicon compiler') S. A. Huss / Folie 1-11