МІКРО-ТА НАНОСХЕМИ З ПРОГРАМОВАНИМИ СТРУКТУРАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2222-0631.2023.02(5).06Ключові слова:
мікро-та наносхеми, цифрова та аналогова електроніка, програмовані логічні структури, автоматизоване проектування, мультиплексориАнотація
Поширення та впровадження великих інтегральних мікро- та наносхем (ВІС) в пристроях цифрової і аналогової електроніки суттєво покра- щує їх експлуатаційні характеристики і параметри, підвищуючи надійність, продуктивність, швидкодію та зменшуючи собівартість, енерго- споживання, вагові та габаритні показники. Водночас, проектування та виготовлення ВІС є довготривалим і дорогим процесом, до того ж економічно і технологічно виправданим за досить великих об’ємів виробництва. Зараз збільшення універсальності ВІС завжди супровод- жується зменшенням їх спеціального застосування. Така суперечливість із запровадженням спеціалізованих і водночас універсальних ВІС з’ясовується на початкових етапах автоматизованого ієрархічного проектування. Для підвищення ефективності систем автоматизованого проектування (САПР) в роботі створені універсальні мікро- та наносхеми з програмованими структурами (МНПС). Однією з переваг про- грамованих логічних інтегральних схем (ПЛІС) перед ВІС є малий час виготовлення з наперед заданими характеристиками. При цьому бе- реться стандартна мікро- або наносхема і за рахунок подання на певні входи спеціальних сигналів або відповідним з’єднанням виводів на- прямлено змінюються її параметри. Ця перевага визначає основне призначення таких ПЛІС – заміну груп логічних ІС середнього і великого ступенів інтеграції. В якості простих ПЛІС можуть використовуватися мультиплексори. В статті наведені ефективні методи програмування мультиплексорних МНПС для реалізації функцій булевої та мажоритарної логіки. Отримані результати можна використовувати для репрог- рамування мультиплексорних функціональних блоків програмованих інтегральних схем. На сучасних САПР виконане співставне моделю- вання логічних МНПС, яке довело адекватність їх функціонування, переваги частотних і недоліки температурних характеристик наномуль- типлексорних схем.
Посилання
Mel'nyk O. C., Mykolushko A. M. Reprogramovani mul'typleksorni nanoskhemy [Reprogrammed multiplexer nanocircuits]. Visnyk NTU «KhPI». Seriya : Matematychne modelyuvannya v tekhnitsi ta tekhnologiyak [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series : Mathematical modeling in engineering and technology]. Kharkiv, NTU «KhPI» Publ., 2019, no. 8 (1333), pp. 224–231.
Korotun A. B., Karandas' Ya V., Pogosov V. V. Narys suchasnykh napryamkiv u nanotekhnologiyakh [Outline of modern trends in nanotechnol- ogy]. Uzhgorod,FOP Sabov A.M., 2019. 392 p.
Pakulov N. I. Mazhoritarnyy printsyp postroeniya nadyiozhnykh uzlov i ustroystv TSVM [The majority principle of building reliable nodes and digital computers]. Мoscow, Sov. Radio Publ., 1974. 194 p.
Chu P. P. FPGA prototyping by VHDL examples Xilinx SpartanTM-3 Version. WILEY & SONS, 2008. 528 p.
Etienne Sicard, Sonia Delmas Bendhia. Advanced CMOS cell design. Kompaniua McGraw-Hill, 2007. 385 p.
Matviyenko M. P. Proektuvannya tsyfrovykh prystroyiv [Design of digital devices]. Kyiv, Lira-K. Publ., 2018. 358 p.
Roy S. Advanced Digital System Design: FPGA and ASIC Implementation. Ane Books, 2021. 418 p.
Ryaben'kyy V. M., Zhuykov V. Ya., Gulyy V. D. Tsyfrova skhemotekhnika : navchal'nyy posibnyk [Digital circuit engineering : Textbook]. Lviv, Novyy Svit Publ., 2009. 736 p.
Melnyk O. S., Yurchyk I. I. Nanodevices with Programmable Logic. International scientific journal «Electronics and control systems». 2019, vol. 4, no. 62, pp. 47–52. DOI:10.18372/1990-5548.62.14383.
Harris D., Harris S. Digital Design and Computer Architecture. Morgan K., 2017. 307 p.
Bruno F. Programmirovaniye FPGA dlya nachinayusshikh [FPGA programming for beginners]. Per. s angl. Ed. Pomanov. Мoscow, DMK Press Publ., 2022. 320 p.
Sochkov A. G. Elektronika i mikroskhemotekhnika [Electronics and engineering of microcircuits]. Kyiv, Karavela Publ., 2009. 416 p.
Kilts S. Advanced FPGA Design: Architecture, Implementation, and Optimization. Wiley, 2016. 537 p.
Grout Ian. Digital systems design with FPGAs and CPLDs. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, 2008. 763 p.
Micro-Cap 11 Full CD Version 11.2.0.3. Available at : https://archive.org/details/micro-cap-11-full-cd-version-11.2.0.3. (accessed 2 September 2023).
Lent C. S., Tougaw P. D. A device architecture for computing with quantum dots. Proc. of the IEEE. 1997, vol. 85, no. 5, pp. 541–557. DOI: 10.1109/5.573740.
Mel'nyk O. C., Kozarevych V. O., Pylypenko R. I. Komp"yuterne proektuvannya aryfmetychnykh nanoprystroyiv [Computer design of arithmetic nanodevices]. Visnyk NTU «KhPI». Seriya : Matematychne modelyuvannya v tekhnitsi ta tekhnologiyak [Bulletin of the National Technical Uni- versity "KhPI". Series : Mathematical modeling in engineering and technology]. Kharkiv, NTU «KhPI» Publ., 2014, no. 39 (1082), pp. 126–134.
Walus K., Dysart T.J., Jullien G.A., Budiman R.A. QCADesiner: A Rapid Design and Simulation Tool for Quantum-Dot Cellular Automata. IEEE Transactios on Nanotehnology. 2004, vol. 3, no. 1, рр. 26–31. DOI:10.1109/TNANO.2003.820815.
