Kāda ir saistība starp HCMOS un LVCMOS?
No integrētās shēmas tehnoloģiju evolūcijas un taksonomijas perspektīvas CMOS, HCMOS un LVCMOS nav vienkāršas paralēlas vai aizvietojošas attiecības. Tā vietā tie veido hierarhisku sistēmu, kas ir iedalīta kategorijās, pamatojoties uz dažādām dimensijām un funkciju pārklāšanos.
Pamatsakarības var definēt šādi: LVCMOS nav nākamās -paaudzes HCMOS pēctecis, bet gan galvenā nozare, kas klasificēta pēc "sprieguma domēna". Veiktspējas ziņā mūsdienu LVCMOS ierīces ir pilnībā pārspējušas agrīnās HCMOS ierīces. Abas pieder pie dažādu dimensiju koncepcijām un ir ļoti integrētas mūsdienu tehnoloģijās.
1. Pamata pamats: CMOS tehnoloģija
CMOS tehnoloģija kalpo par pamatu visiem turpmākajiem variantiem. Tā galvenā iezīme ir komplementāru P-MOS un N-MOSFET izmantošana, lai veidotu invertorus vai citus loģiskos vārtus, panākot teorētiski nulles statiskās enerģijas patēriņu. Visām šeit apskatītajām HCMOS un LVCMOS ierīcēm ir šī pamatīpašība.
2. Tehnoloģiju evolūcija, kuras pamatā ir veiktspējas paaudzes (primārā dimensija)
Šī dimensija ir klasificēta pēc laika un veiktspējas, atspoguļojot ražošanas procesu sasniegumus.
Tradicionālā CMOS (piemēram, 4000. sērija)
Funkcijas: pieņem agrīnās{0}}posma ražošanas procesus ar lieliem elementu izmēriem un lielu parazītisko kapacitāti. Tas piedāvā plašu darba sprieguma diapazonu (3–15 V), taču tam ir liela izplatīšanās aizkave (apmēram ~ 100 n), zems ātrums un vāja izvades spēja.
HCMOS (ātrdarbīga{0}}CMOS)
Īpašības: proporcionāli samazinot tranzistora izmērus, ievērojami samazinās ierīču parazitārā kapacitāte un vārtu kapacitāte. Šis uzlabojums krasi saīsina izplatīšanās aizkavi (līdz aptuveni 10 ns), vienlaikus saglabājot zemu statiskās enerģijas patēriņu. Tā izejas braukšanas spēja ir arī ievērojami uzlabota.
Akadēmiskā pozicionēšana: HCMOS ir vēsturisks tehnoloģiju mezgls. Tas iezīmēja punktu, kurā CMOS tehnoloģija sasniedza un pārsniedza toreizējās galvenās TTL loģikas ātrumu, izveidojot CMOS visaptverošās priekšrocības gan veiktspējas, gan enerģijas patēriņa ziņā. Tās tipisks pārstāvis ir 5 V-74HC sērija. Jāņem vērā, ka HCMOS ir saīsinājums no High{6}}Speed CMOS, nevis High{7}}Voltage CMOS. Praktiskā lietošanā termins High Voltage CMOS tiek lietots reti; ja nepieciešams, to vajadzētu saīsināt kā HVCMOS.
3. Arhitektūras klasifikācija, pamatojoties uz barošanas spriegumu (cits šķērs{1}}izmērs)
Šī dimensija ir standartizēta pēc barošanas sprieguma un pārklājas ar veiktspējas{0}}dimensiju.
5V CMOS
Ietver agrīnās tradicionālās CMOS un lielāko daļu HCMOS ierīču (piemēram, 74HC sērija). Šis bija pirmais plaši standartizētais sprieguma domēns.
Zema-sprieguma CMOS
Definīcija: vispārīgs termins visām CMOS loģikas saimēm, kuru darba spriegums ir ievērojami zemāks par 5 V standartu. Tās attīstību galvenokārt virza dinamiskā enerģijas patēriņa optimizācija, jo ķēdes dinamiskais enerģijas patēriņš ir proporcionāls barošanas sprieguma kvadrātam.
Apakškategorijas: LVCMOS sīkāk iedala pēc sprieguma, lai izveidotu virkni standartu:
3,3 V (LVCMOS): piemēram, 74LVC sērija
2,5 V, 1,8 V, 1,5 V, 1,2 V utt.: procesa mezgliem virzoties uz priekšu, darba spriegums turpina samazināties.
Piederība un mūsdienu integrācija
Vēsturiskā pakļautība: Tehnoloģiju attīstības vēsturē HCMOS (piem., 74HC) ir CMOS tehnoloģijas veiktspējas apakšklase.
Cross-Dimensional Overlap: HCMOS (uzsver ātrumu) un LVCMOS (uzsver spriegumu) ir jēdzieni, kuru pamatā ir dažādi klasifikācijas kritēriji. Viena mikroshēma var piederēt abām kategorijām vienlaikus.
Piemēram, 74HC sērija ir 5 V HCMOS.
74LVC sērija ir 3,3 V LVCMOS, savukārt tās ātruma veiktspēja parasti pārsniedz 74HC sērijas ātrumu. Tādējādi 74LVC ir gan LVCMOS, gan pilnībā atbilst "ātra ātruma" raksturlielumam.
Mūsdienu integrācija un terminoloģijas evolūcija:
Mūsdienu submikronu un dziļo{0}}submikronu CMOS procesos zems spriegums ir kļuvis par priekšnoteikumu liela ātruma un zema enerģijas patēriņa sasniegšanai. Tāpēc visas jaunizveidotās CMOS integrētās shēmas pēc savas būtības ir "zemspriegums"{2}}.
“Ātrs{0}}ātrums” vairs nav tikai noteiktas produktu sērijas iezīme, bet gan mūsdienu CMOS tehnoloģijas universāla iezīme. Akadēmiskajā un inženierzinātnēs termins "HCMOS" bieži tiek lietots, lai vispārīgi apzīmētu visas augstas veiktspējas -CMOS shēmas, kuru pamatā ir mūsdienīgi procesi, un lielākā daļa šo shēmu ietilpst LVCMOS kategorijā.
Mūsdienu kontekstā:
CMOS: kā šīs tehnoloģijas jumta termins kristāla oscilatora izejas signālos tas īpaši attiecas uz viena -beigta kvadrātviļņa signāla izvadi.
HCMOS: plašā nozīmē tas apraksta moderno CMOS shēmu augstas veiktspējas{0}}atribūti.
LVCMOS: tas skaidri nosaka zema darba sprieguma elektrisko standartu.
Tāpēc, aprakstot "3,3 V liela ātruma CMOS signālu", precīzāka akadēmiskā izteiksme ir šāda: Šis signāls atbilst LVCMOS (piemēram, LVC) elektriskajam standartam un parāda mūsdienu CMOS procesu ātrgaitas īpašības. HCMOS pamattehnoloģijas mantotā -veiktspējas uzlabošana, izmantojot procesu mērogošanu-, ir pārmantota un pārspēta ar visām mūsdienu LVCMOS tehnoloģijām. Šie divi jēdzieni teorētiski pieder pie dažādām dimensijām un ir pilnībā integrēti praktiskajā lietošanā.