Коммутатор цифровых каналов системы передачи

Рис.  7.7.  Принципиальная  схема  приемника  циклового  и  сверхциклового  синхронизма.

7.2.2     РАЗРАБОТКА  ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ  СХЕМЫ  КОММУТАЦИОННОГО  ЭЛЕМЕНТА

Принципиальная  схема КОММУТАЦИОННОГО  ЭЛЕМЕНТА  также  строится  на  основе  функциональной  схемы,  но  в  данном  случае  необходимо  рассмотреть  соединение  ячеек  памяти,  входящих  в  состав  двух  ОЗУ  (запоминающего  устройства  адреса  и  информационного  запоминающего  устройства). 

В  запоминающем  устройстве  адреса,  как  следует  из  описания  структурной  схемы  запись  и  считывание  производятся  словами  по  6  бит,  следовательно,  необходимо  объединить  входы  и  выходы  ячеек,  расположенных  в  одной  строке,   а   адресные  входы  необходимо  объединить  у  ячеек,  расположенных  в  одном  столбце  (см.  рис.  7.8).

Рис.  7.8.  Принципиальная  схема  запоминающего  устройства  адреса.

В  информационном  запоминающем  устройстве  запись  производится  побитно,  а  считывание  словарно  (по  8  бит),  для  этого  необходимо  объединить  входы  всех  ячеек,  а  выходы  ячеек  объединить  по  строкам,  при  этом  необходимо  к  каждому  адресному  входу  подключит  элемент  И,  который  и  позволит  выбрать  именно  ту  ячейку  памяти,  которую  и  необходимо  (см.  рис.  7.9).  При  таком  построении  запоминающего  устройства  адрес  строки  и  адрес  столбца  должны  задаваться  для  каждой  ячейки  отдельно.   

Рис.  7.9.  Принципиальная  схема  запоминающего  устройства  коммутации.

Дальнейшая  разработка  принципиальной  схемы КОММУТАЦИОННОГО  ЭЛЕМЕНТА  сводится  к  подстановке  разработанных библиотечных  элементов  в  соответствии  с  функциональной  схемой  данного  блока.  Запоминающие  устройства  на  принципиальной  схеме  блока  представлены  в  виде  отдельных  элементов.  Разработка  принципиальной  схемы  велась  при  помощи  программы  схемотехнического  моделирования,  и  все  элементы  данного  устройства  представлены  в  стандарте  ANSI.  Принципиальная  схема  коммутационного  элемента  представлена  на  рисунке  7.10.

Функционирование  данной  схемы  описано  в  ГЛАВЕ  7,    но  необходимо  отметить,  что  в  запоминающем  устройстве  коммутации  при  записи  и  считывании  информация  представляется  в  разной  форме  (при  записи  побитно,  а  при  считывании  словарно)  и  поэтому  дешифратор  строк  при  считывании  информации  необходимо  отключить.

Рис.  7.10.  Принципиальная  схема  коммутационного  элемента.

7.2.3     ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ  СХЕМА  БЛОКА  ФОРМИРОВАНИЯ  ИСХОДЯЩИХ  КАНАЛОВ

Разработка  принципиальной  схемы  БЛОКА  ФОРМИРОВАНИЯ  ИСХОДЯЩИХ  КАНАЛОВ,  не  отличается  от  разработки  предыдущих  принципиальных  схем.  Рассмотрим  принцип  работы  запоминающего  устройства.  При  записи  запоминающее  устройство  воспринимает  информацию  словарно  по  8  бит,  и  записывает  ее  в  соответствующий  столбец  (для  этого  необходимо  объединить  входы  элементов  входящих  в  одну  строку),  а  считывание  информации  происходит  из  соответствующей  строки  (для  этого  необходимо  объединить  элементы,  входящие  в  один  столбец)  (см.   рис.  7.11)

Рис.  7.11.  Принципиальная  схема  запоминающего  устройства.

Для  построения  принципиальной  схемы  всего  блока,  также  была  использована  программа  схемотехнического  работающая  в  стандарте  ANSI.  Принципиальная  схема  блока  представлена  на  рисунке  7.12.

Рис.  7.12.  Принципиальная  схема  блока  формирования  исходящих  каналов.

Функционирование  данного  блока  более  подробно  описано  в ГЛАВЕ  3.

ГЛАВА  7

КОНСТРУКТИВНЫЕ  ОСОБЕННОСТИ  ПРОЕКТИРУЕМОГО  УСТРОЙСТВА

8.1    ВВЕДЕНИЕ

В  настоящее  время  существует  несколько  стандартных  технологий  производства  кристалла  с  линиями  рисунка  от  0,25  до  3,0  мкм.  Но  в  связи  с  тем,  что  в  нашей  стране  технологии  0,25  и  0,35  мкм  еще  не  отработаны,  то  приходится  разрабатывать  устройства  с  учетом  имеющихся  технологий,  т.е.  приходится  прибегать  к  схемотехническим  изощрениям  для  получения  конкурентоспособной  интегральной  схемы.  В  результате  была  выбрана  технология изготовления  кристалла  с  минимальной  шириной  рисунка  1,2  мкм,  как  наиболее отработанная   и  наиболее  экономически  выгодная.   При  появлении  в  нашей  стране  более  современных  технологий  на  одном  кристалле  при  тех  же  размерах  можно  будет  разместить  коммутатор  на  большее  количество  каналов.

8.1.1  ОСНОВНЫЕ  ТЕХНИЧЕСКИЕ   ХАРАКТЕРИСТИКИ  КРИСТАЛЛА

Рассмотрим  основные  характеристики  проектируемой  БИС,  в  основном,  определяемые  технологией  производства:

·                    Напряжение  питания    -    5  В;

·                    Ток  потребления    -    не  более  1  мА;

·                    Диапазон  рабочих  температур    -    от  -20  до  +60   0С;

·                    Технология  производства    -    стандартная,  1,2  мкм;

·                    Предполагаемый  тип  корпуса    -    2123.40-1,  стандартный,  с  количеством  выводов – 40. 

8.1.2    НАЗНАЧЕНИЕ  ВЫДОВ  МИКРОСХЕМЫ

Таблица  8.1

Предварительно  принятое  назначение  выводов  микросхемы

8.2           ЭЛЕМЕНТЫ  ТОПОЛОГИИ

8.2.1    КОНСТРУКТИВНО  -  ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ  ОГРАНИЧЕНИЯ

В  данном  разделе  приведены  основные  конструкторско-технологические  ограничения  на  проектирование  микросхемы,  определяемые  заводом  изготовителем  в  соответствии  с  применяемой  технологией.

Конструкторско-технологические  ограничения  предназначены  для  проектирования  топологии  цифровых  КМДП  БИС  по  технологии,  предусматривающей  использование  «карманов»  п-типа  проводимости,  изоляцию  элементов  посредством  заглубленных  в  объем  монокристаллического  кремния,  легированного  фосфором,  самосовмещенных  транзисторных  структур  и  двухуровневой  разводки,  сформированной  на  основе  сплавов  алюминия.

Перечень  и  последовательность  слоев  фотолитографии,  существенных  при  проектировании  БИС,  приведены  в  таблице  8.2.

Минимальная  ширина  топологического  рисунка  -  1,2  мкм.  Остальные  минимально-допустимые  размеры  элементов  топологии,  существенные  для  проектирования  блоков  БИС,  приведены  в  таблице  8.3.

Транзисторные  структуры,  выполненные  по  данной  технологии  характеризуются  следующими  физико-технологическими  параметрами:

·                    Эффективная  длинна  канала  транзистора  -  1,0  мкм;

·                    Удельная  емкость  затвора  -  800   пф/мм;

·                    Подвижность  электронов  в  канале  -  400  см/В с;

·                    Подвижность  дырок  в  канале  -  200  см/В с;

·                    Пороговое  напряжение 

п-канальных  транзисторов  -  0,5 …  1,5  В;

р-канальных  транзисторов  -  0,8  …  2,0  В.

Таблица  8.2

Перечень  слоев  фотолитографии

Таблица  8.2.

Минимально-допустимые  размеры  элементов  топологии

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12