MOS集成電路中規模集成電路設計基本問題分析

以上敘述了采用MOS集成電路機器的系統構成及其特點，下一步我們討論高集成度中規模集成電路研制中的一些基本問題。

中規模集成電路與大規模集成電路有關，應首先加以敘述。MOS集成電路之所以能發揮本身的特長，超越傳統的元件（晶體管、雙極型集成電路），根本原因在于它能比較容易地實現相當高的集成度?，F在我們來考慮最適合采用MOS集成電路的機器一一臺式電子計算機或小型計算機。當初大規模集成電路是使整機按最平均的集成度、最平均的引線數進行分割構成，而中規模集成電路是對功能單元部件進行集成化而發展起來的。MOS中規模集成電路設計。這表明二者同樣有高集成化的目的，完全可以并存。然而如上所述，中規模集成電路是以功能單元部件集成化為主要目的的，所以在系統構成方面的中規模集成電路化有一定的局限性。

此處以臺式電子計算機為例，說明中規模集成電路功能的選擇以及引進中規模集成電路的系統的特點。

任何臺式電子計算機為了發揮其作為計算機的功能，應具備所需的必要功能。當考慮到中規模集成電路的經濟性或批量生產可能性時，將必要的功能首先進行集成電路化是適宜的。MOS中規模集成電路設計。以下從這種意義上敘述必要的功能，結合具體例子敘述中規模集成電路的選擇方法。計有：

（a）將非同步輸入信號變換為計算機內部信號的裝置；

（b）執行運算的移位寄存器和存儲器電路；

（c）執行運算的加法器；

（d）將計算機信號變換為十進制數的裝置（輝光放電顯示管電路）；

（e）執行小數點運算的加法器。

現對各部分分述如下。

（1）一般以按鍵信號作為信號源，因其指令計算機的工作，故稱為起始脈沖發生器。要求這種起始脈沖發生器具有下述基本功能：

（i）將非同步信號（按鍵信號）變換為與計算機同步的信號（P）；

（ii）按鍵信號一般有交又失真，所以應能充分防止這種交叉失真；

（iii）與計算機同步的信號（P）可在計算機內部加以控制，等等。

（2）移位寄存器存儲電路可暫時存儲信息，它決定了計算機的功能，所以不能只按一種形式進行中規模集成電路化。

目前，臺式電子計算機幾乎都是串行運算，有效位數有8、10、12、14、16，20等。因此，中規模集成電路的規模視適用至哪一級而異。8位、10位的計算機可加接4位移位寄存器。對12位以上的計算機進行中規模集成電路化，最有使用價值。也就是說，

（i）16位移位奇存器.

（ii）48位移位寄存器.

（iii）64位移位寄存器.

最適宜中規模集成電路化。此時的系統由下述部件構成。

12位計算機… …48位移位寄存器

14位計算機… …48位移位寄存器+4位移位寄存器

16位計算機… …48位移位寄存器+16位移位寄存器或64位移位寄存器

20位計算機… …48位移位寄存器+16位移位寄存器+16位移位寄存器

（3）加法器的功能，以二-十進制或純二進制運算為主，要求具備下述基本功能。

（i）可進行二-十進制運算（可進行糾正）

（ii）可進行純二進制運算

（iii）可進行加法減法的轉換

（iv）內部反饋可用外部信號分離

（4）如上所述，將二-十進制數或純二進制數變換為十進制數來表示計算機的計算結果。MOS中規模集成電路設計。也有打印式臺式計算機，但現以顯示式臺式計算機為主。因此，宜對輝光放電顯示管電路進行中規模集成電路化，此時須有下述功能。

（i）顯示管為高壓輝光放電管，應充分保證有耐壓的性能。

（ii）可流過使顯示管發出規定亮度的電流。

（iii）為了控制顯示管的輝光放電狀態（消零電路或防止重復輝光放電的電路），應有外部控制端點。

（5）可完全獨立進行小數點運算，其電路稱為十進加法器，有下述基本功能。

（i）內部有兩個寄存器

（ii）能完全進行臺式計算機所需的小數點運算

（iii）可任意選擇運算周期

（iv）第一寄存器的內容可變為數字信號取出

（V）進位觸發器可用外部信號控制

下面我們來敘述引入上述中規模集成電路時的系統的特征。

首先，隨著元件數目的減少，可望減少工序，提高可靠性，使裝置小型化。另外，從構成系統的角度來看，其優點是可將相當復雜的系統容納在外殼內，如中規模集成電路的檢驗可靠，就可減少電路故障。

綜上所述，中規模集成電路是將臺式電子計算機的所有的必要功能集中成部件的電路。由于中規模集成電路使用范圍廣泛，在制造和維護方面有共同之處，所以它具有不同于大規模集成電路的，方便的高度集成化的特點。

聯系方式：鄒先生

聯系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯系地址：深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號

請“關注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術幫助