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超大规模集成电路

指数 超大规模集成电路

超大规模集成电路(very-large-scale integration,縮寫:VLSI),是一种将大量晶体管组合到单一芯片的集成电路,其集成度大于大规模集成电路。集成的晶体管数在不同的标准中有所不同。从1970年代开始,随着复杂的半导体以及通信技术的发展,集成电路的研究、发展也逐步展开。计算机里的控制核心微处理器就是超大规模集成电路的最典型实例,超大规模集成电路设计(VLSI design),尤其是数字集成电路,通常采用电子设计自动化的方式进行,已经成为计算机工程的重要分支之一。.

39 关系: 功能验证半导体可程式邏輯裝置双极性晶体管多核心大规模集成电路布局 (集成电路)布线 (集成电路)亚阈值电流低功耗设计微处理器德州仪器刻蚀光刻光罩固态电子器件硬件描述语言第二次世界大战縮寫特殊應用積體電路设计规则检查设计收敛贝尔实验室阿姆达尔定律量子穿隧效應英伟达電子計算機集成电路集成电路版图集成电路设计通信逻辑仿真逻辑综合Intel Core i7Itanium掺杂 (半导体)时钟偏移时钟频率晶体管

功能验证

功能验证(functional verification),是电子设计自动化中验证数字电路是否与预定规范功能相符的一个验证过程,通常所说的功能验证、功能仿真是指不考虑实际器件的延迟时间,只考虑逻辑功能的一个流程。功能验证的目标是达到尽可能高的测试覆盖率,被测试的内容要尽可能覆盖所有的语句、逻辑分支、条件、路径、触发、状态机的状态等,同时在某些阶段还必须包括对时序的检查。在较小型的电路设计中,设计人员可以利用硬件描述语言来建立测试平台(通常这是一个顶级模块),通过指定测试向量来检验被测模块在各种输入情况下,检验对应的输出是符合要求。但是,在更大型集成电路设计项目中,该过程会耗费设计人员较大的时间和精力。许多项目都采用计算机辅助工程工具来协助验证人员创建随机测试激励向量。其中,硬件验证语言在建立随机测试和功能覆盖方面具有显著的优势,它们通常提供了专门用来进行功能覆盖和产生可约束随机测试激励向量的数据结构。除了上面讲述的这种通过输入测试向量的方式,功能验证还可以通过形式等效性检查(形式验证)、断言等方式来进行,达到更高的功能覆盖率。.

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半导体

半导体(Semiconductor)是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时,电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电,而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至导电带,所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似,即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中,原子核外由于电子缺失形成的“空穴”,在电场作用下,空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流(一般称为正电流)。 材料中载流子(carrier)的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”(IIIA、VA族元素)来控制。如果我們在純矽中摻雜(doping)少許的砷或磷(最外層有5個電子),就會多出1個自由電子,這樣就形成N型半導體;如果我們在純矽中摻入少許的硼(最外層有3個電子),就反而少了1個電子,而形成一個電洞(hole),這樣就形成P型半導體(少了1個帶負電荷的原子,可視為多了1個正電荷)。.

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可程式邏輯裝置

可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,縮寫為PLD)是一種電子零件、電子組件,簡而言之也是一種集成电路、芯片。PLD晶片屬於数字型態的電路晶片,而非模拟或混訊(同時具有數位電路與類比電路)晶片。 PLD與一般數位晶片不同的是:PLD內部的數位電路可以在出廠後才規劃決定,有些類型的PLD也允許在規劃決定後再次進行變更、改變,而一般數位晶片在出廠前就已經決定其內部電路,無法在出廠後再次改變,事實上与一般的類比晶片、混訊晶片一樣,在出廠後就無法再對其內部電路進行調修。.

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双极性晶体管

双极性電晶體(bipolar transistor),全称双极性结型晶体管(bipolar junction transistor, BJT),俗称三极管,是一种具有三个终端的电子器件。双极性晶体管是电子学历史上具有革命意义的一项发明,其发明者威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿被授予1956年的诺贝尔物理学奖。 这种晶体管的工作,同时涉及电子和空穴两种载流子的流动,因此它被称为双极性的,所以也稱雙極性載子電晶體。这种工作方式与诸如场效应管的单极性晶体管不同,后者的工作方式仅涉及单一种类载流子的漂移作用。两种不同掺杂物聚集区域之间的边界由PN结形成。 双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成,晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。以NPN電晶體為例,按照设计,高掺杂的发射极区域的电子,通过扩散作用运动到基极。在基极区域,空穴为多数载流子,而电子少数载流子。由于基极区域很薄,这些电子又通过漂移运动到达集电极,从而形成集电极电流,因此双极性晶体管被归到少数载流子设备。 双极性晶体管能够放大信号,并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力,,所以它常被用来构成放大器电路,或驱动扬声器、电动机等设备,并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。 通斷(傳遞訊號)時的雙極晶體管表現出一些延遲特性。大多數晶體管,尤其是功率晶體管,具有長的儲存時間,限制操作處理器的最高頻率。一種方法用於減少該存儲時間是使用Baker clamp。.

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多核心

#重定向 多核心處理器.

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大规模集成电路

大规模集成电路(Large scale integration,縮寫:LSI)亦即大型積體電路,是指每片晶片的邏輯閘數居於100個至1000個之間,而元件數居於1000至10000個之間的積體電路。 category:集成電路.

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布局 (集成电路)

布局(placement)是电子设计自动化中的一个重要步骤,在這過程中會把電路元件安置在指定面積的晶片上進行物理设计的流程。如果电路的布局存在設計不良,那么集成电路芯片的性能将会受到影響甚至部份失靈或嚴重的產生故障,而且会因为納米級別的微電路連線設計得不到優化(对连线的配置称为布线),導致晶片的制造效率降低甚至增加了不良品的比率。因此,电路的布局人员必须考虑到对多个参数的优化,以使电路成品能够符合预定的性能要求。.

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布线 (集成电路)

在电子设计自动化中,布线(routing),是印刷电路板设计和集成电路设计中的一个步骤。在设计流程里,布线通常在布局完成之后进行,布局已经将各种电路组件安置在芯片上,布线则进行这些组件之间的互连线配置。布线的原则是保证不同组件之间的连接畅通,同时符合一定的设计规则检查。.

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亚阈值电流

亚阈值电流,或称亚阈值漏电流(subthreshold leakage),是金屬氧化物半導體場效電晶體栅极电压低于晶体管线性导通所需的阈值电压、处于截止区(或称亚阈值状态)时,源极和漏极之间的微量漏电流。.

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低功耗设计

低功耗设计(Low-power design)是指针对降低电功率的集成电路设计方式,它对于现代超大规模集成电路,尤其是移动设备(如平板电脑、移动电话等)的微处理器、通讯芯片的持续工作至关重要。.

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微处理器

微处理器(Microprocessor,缩写:µP或uP)是可程式化特殊集成电路。一种处理器,其所有元件小型化至一块或数块集成电路内。一种集成电路,可在其一端或多端接受编码指令,执行此指令并输出描述其状态的信号。这些指令能在内部输入、集中或存放起来。又称半导体中央处理器(CPU),是微型计算机的一个主要部件。微处理器的元件常安装在一个单片上或在同一组件内,但有时分布在一些不同芯片上。在具有固定指令集的微型计算机中,微处理器由算术逻辑单元和控制逻辑单元组成。在具有微程序控制的指令集的微型计算机中,它包含另外的控制存储单元。用作处理通用资料时,叫作中央处理器。這也是最为人所知的应用(如:Intel Pentium CPU);专用于图像资料处理的,叫作Graphics Processing Unit图形处理器(如Nvidia GeForce 9X0 GPU);用于音讯资料处理的,叫作Audio Processing Unit音讯处理单元(如Creative emu10k1 APU)等等。从物理角度来说,它就是一块集成了数量庞大的微型晶体管与其他电子元件的半导体集成电路芯片。 之所以会被称为微處理器,並不只是因为它比迷你电脑所用的处理器还要小而已。最主要的区别別,还是因为当初各大晶片厂之制程,已经进入了1 微米的阶段,用1 微米的制造,所產製出來的处理器晶片,厂商就会在产品名称上用「微」字,强调他们很高科技。与现在的许多商业广告中,「纳米」字眼时常出现一样。 早在微处理器问世之前,電子計算機的中央处理单元就经历了从真空管到晶体管以及再后来的离散式TTL集成电路等几个重要阶段。甚至在電子計算機以前,还出现过以齿轮、轮轴和杠杆为基础的机械结构计算机。,但那个时代落后的制造技术根本没有能力将这个设计付诸实现。微處理器的發明使得複雜的電路群得以製成單一的電子元件。 从1970年代早期开始,微处理器性能的提升就基本上遵循着IT界著名的摩尔定律。这意味着在过去的30多年里每18个月,CPU的计算能力就会翻倍。大到巨型机,小到筆記型电脑,持续高速发展的微处理器取代了诸多其他计算形式而成为各个类别各个领域所有计算机系统的计算动力之源。.

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德州仪器

德州仪器(Texas Instruments, TI,)是一家位于美国德克萨斯州达拉斯的跨国公司,以开发、制造、销售半导体和计算器技术闻名于世,主要从事数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。它在25个国家有制造、设计或者销售机构。德州仪器是世界第三大半导体制造商,仅次于英特尔,三星;是行動電話的第二大芯片供应商,仅次于高通;同时也是在世界范围内的第一大数字信号处理器(DSP)和模拟半导体元件的制造商,其产品还包括计算器、微控制器以及多核处理器。德州仪器居世界半导体公司20强。 德州仪器于1951年建立。它由地球物理业务公司(Geophysical Service Incorporated, GSI)整组而产生。这家公司最初生产地震工业和国防电子的相关设备。TI于20世纪50年代初开始研究晶体管,同时也制造了世界上第一个商用硅晶体管。1954年,TI研发制造了第一台晶体管收音机,1958年,在TI中新研究实验室工作的Jack Kilby发明了集成电路。1961年,TI为美国空军制造了第一台集成电路电脑。50年代末期,TI开始研究红外线技术,随后TI涉足制造导弹和炸弹的雷达系统,导航和控制系统。世界上第一台便携式计算器由TI于1967年发明。 20世纪70、80年代公司业务集中于家用电子产品,如数字钟表、电子手表、便携式计算器、家用电脑以及各种传感器。1997年公司将其国防业务出售给了美国雷神公司。2007年,德州仪器被认为是世界上最大的道德企业之一。 2011年收购美國國家半導體(National Semiconductor)之后,TI拥有由约45000种模拟电路产品及客户设计工具组成的投资组合,这使TI成为世界上最大模拟电路元器件生产厂商。2011年TI在财富500强中位列第175名。TI旗下业务有两个主要分支:半导体(SC)和教育技术(ET),其中半导体业务创造了公司收益的约96%。.

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刻蚀

刻蚀(etching)是半导体器件制造中利用化学途径选择性地移除沉积层特定部分的工艺。刻蚀对于器件的电学性能十分重要。如果刻蚀过程中出现失误,将造成难以恢复的硅片报废,因此必须进行严格的工艺流程控制。半导体器件的每一层都会经历多个刻蚀步骤。 刻蚀一般分为电子束刻蚀和光刻,光刻对材料的平整度要求很高,因此,需要很高的清洁度。 但是,对于电子束刻蚀,由于电子的波长极短,因此分辨率与光刻相比要好的多。 因为不需要掩模板,因此对平整度的要求不高,但是电子束刻蚀很慢,而且设备昂贵。 对于大多数刻蚀步骤,晶圆上层的部分位置都会通过“罩”予以保护,这种罩不能被刻蚀,这样就能对层上的特定部分进行选择性地移除。在有的情况中,罩的材料为光阻性的,这和光刻中利用的原理类似。而在其他情况中,刻蚀罩需要耐受某些化学物质,氮化硅就可以用来制造这样的“罩”。.

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光刻

光刻(photolithography)是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤,该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构,然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底上。这里所说的衬底不仅包含硅晶圆,还可以是其他金属层、介质层,例如玻璃、SOS中的蓝宝石。.

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光罩

光罩(Reticle, Mask):在製作集成电路的過程中,利用光蝕刻技術,在半導體上形成圖型,為將圖型複製於晶圓上,必須透過光罩作用的原理。比如沖洗照片時,利用底片將影像複製至相片上。.

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固态电子器件

固态电子器件(Solid-state electronics)是指那些完全使用固体电子材料、并利用束缚于其内电子或者其他载流子导电的电路器件。这一概念经常用来与早期的技术如真空管等作比较。并且,“固态”一词还特别地将电子-机械综合设备,例如继电器、开关和硬盘,和其他具有活动件的设备排除开外。虽然固态电子器件材料包括结晶体、多晶体、无定形体,并且包括导体、绝缘体和半导体,固态电子器件还是以结晶半导体为主。 通常的固态器件包括晶体管、微处理器芯片以及动态随机存取存储器(Dynamic random-access memory (DRAM))等。动态随机存取存储器在计算机及其相关产品中应用广泛,而且最近的固态硬盘有取代传统机械旋转式硬盘的趋势。固态电子器件的行为涉及了大量的电磁学、量子力学过程。固态电子器件的概念在1950年代和1960年代开始变得流行,那段时间业界经历了真空管到半导体二极管和之后的晶体管的技术转变。后来,集成电路(integrated circuit (IC))、发光二极管(light-emitting diode (LED))以及液晶显示器(liquid-crystal display (LCD))等成为了固态电子设备研究的新成果。 在固态电子器件中,电流被约束在固态物质之中,并设计特定的方式让它关断或者方法。可以通过两种方式理解电流:一种是传统的带有负电荷电子,另一种是带有正电荷的空穴(electron holes)。在有的半导体中,电流主要是流动的电子,而在另一类半导体中,电流主要是流动的空穴。上述两种电流的组成成分都被成为“载流子”。 对于数据存储设备,固态器件比传统的硬盘等更快、更可靠,但是在现阶段通常更昂贵。虽然固态器件的价格不断在下降,磁盘、磁带以及光盘也不断在改善其性能价格比,这一市场的竞争依然激烈。 第一个固态电子器件可以追溯到1930年代用在无线电接收器中的检波器。一个外表类似胡须的导线被放置并与固态材料(例如锗)接触,从而通过接触结效应(contact junction effect)探测无线电信号。不过,固态电子器件的蓬勃发展还是要到之后1947年晶体管的发明之后。.

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硬件描述语言

在电子学中,硬件描述语言(hardware description language, HDL)是用来描述电子电路(特别是数字电路)功能、行为的语言,可以在寄存器传输级、行为级、逻辑门级等对数字电路系统进行描述。随着自动化逻辑综合工具的发展,硬件描述语言可以被这些工具识别,并自动转换到逻辑门级网表,使得硬件描述语言可以被用来进行电路系统设计,并能通过逻辑仿真的形式验证电路功能。设计完成后,可以使用逻辑综合工具生成低抽象级别(门级)的网表(即连线表)。 硬件描述语言在很多地方可能和传统的软件编程语言类似,但是最大的区别是,前者能够对于硬件电路的时序特性进行描述。硬件描述语言是构成电子设计自动化体系的重要部分。小到简单的触发器,大到复杂的超大规模集成电路(如微处理器),都可以利用硬件描述语言来描述。常见的硬件描述语言包括Verilog、VHDL等。.

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第二次世界大战

二次世界大戰(又常簡稱二次大戰、二戰、WWII等;World War II;Seconde Guerre mondiale;Zweiter Weltkrieg;Вторая мировая война;第二次世界大戰)是一次自1939年至1945年所爆發的全球性軍事衝突,整場戰爭涉及到全球絕大多數的國家,包括所有的大國,并最終分成了兩個彼此對立的軍事同盟─同盟國和軸心國。這次戰爭是人類歷史上最大規模的戰爭,動員了1億多名軍人參與這次軍事衝突。主要的參戰國紛紛宣布進入總體戰狀態,幾乎將自身國家的全部經濟、工業和科學技術應用於戰爭之上,同時也將民用與軍用的資源合併以方便統籌規劃。包括有猶太人大屠殺、南京大屠殺、戰爭中日軍對中國軍民進行細菌戰、以及最终美國對日本首次使用原子彈等事件,使得第二次世界大戰也是自有紀錄以來涉及最多大規模民眾死亡案例的軍事衝突,全部總計便將近有5,000萬至7,000萬人因而死亡,這也讓第二次世界大戰成了人類歷史上死亡人數最多的戰爭。 儘管早在1931年9月,日本便侵佔了中國的滿洲,而後建立了傀儡國家滿洲國。至1937年7月盧溝橋事變後中日更爆發了全面戰爭。不過大多數人仍多把第二次世界大戰的爆發定為1939年9月1日德國入侵波蘭開始,這次入侵行動隨即導致英國與法國向德國宣戰。然而德國在入侵波蘭後開始著手嘗試在歐洲建立一個大帝國,自1939年末期到1941年初期為止,發動一連串戰爭並藉由條約的簽署使得德國幾乎佔領了歐洲絕大部分的地區,而名義上保持中立的蘇聯在和德國簽訂《德蘇互不侵犯條約》後,也跟進侵略潮流,陸續佔領或者吞併了其在歐洲邊界的鄰近6個國家,在這之中也包括第二次世界大戰爆發時所佔領的波蘭領土。英國以及大英國協的成員國則堅持持續與軸心國繼續作戰,並分別在北非和大西洋海上發生多次軍事衝突,而這也使得英國成了歐洲地區少數仍能繼續反抗德軍入侵的主要武力之一。1941年6月,歐洲的軸心國集團決定撕毀與蘇聯的合作約定,聯合入侵蘇聯領土,這次攻勢也開始了人類歷史上規模最大的地面戰爭爆發,但也在之後讓原本幾乎統轄整個歐洲地區的軸心國被迫投入大量軍力來維持作戰優勢。到了1941年12月,已經加入軸心國的大日本帝國為了能夠在亞洲及太平洋地區獲得領導地位,陸續襲擊位于太平洋的美國統轄地區和座落於與中南半島的歐洲殖民地,很快地於西太平洋和東亞戰區獲得了主導權。 到了1942年時日本開始在一系列的海戰中戰敗,位於歐洲的軸心國也陸續於北非戰役以及斯大林格勒戰役中節節敗退,這些都迫使軸心國停下進攻的腳步。1943年時,義大利法西斯政權在西西里島戰役中面對同盟國部隊嚴重失利,另一方面德軍在库尔斯克会战戰敗後失去對於東歐的領導地位,同時美國也在太平洋戰區中獲得了一連串的勝利,自此軸心國集團逐漸失去主導權並開始嘗試將佈署於各地的前線部隊進行戰略性的撤退。到了1944年時,盟軍決定登陸法國以開闢第二戰場,而蘇聯除了成功收復過去被佔領的領土外,也開始轉往進攻德國與其同盟國家的土地。在蘇聯和波蘭部隊共同攻入柏林後,第二次世界大戰歐洲戰區最終在1945年5月8日德國投降的情況下宣告結束。而另一方面美國在1944年和1945年成功擊敗了日本海軍部隊並陸續佔領了數個重要的西太平洋島嶼,這使得日本列島隨時面臨同盟國部隊入侵的危機。最後在美軍分別於廣島市和長崎市投下原子彈並造成大量日本平民死亡。1945年8月8日蘇聯進攻日本控制下的中國東北地區,8月14日日本跟進宣佈願意接受無條件投降的條件,而隨著亞洲戰事的停息也意味著第二次世界大戰正式結束。 1945年時第二次世界大戰以同盟國勝利宣告結束,然而二次大戰對世界影響極為深遠,改變了往後世界的政治版圖和社會結構,特別是戰敗的軸心國集團被迫接受同盟國的安排。1945年10月24日聯合國亦宣告成立,期望能夠促進各國合作並防止未來的軍事衝突;同時戰勝的盟軍各國,也紛紛在聯合國各個機構中擔任重要職位,特別是以美國、蘇聯、中國、英國和法國5個國家為首成立聯合國聯合國安全理事會的常任理事國,主導著世界的秩序.

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縮寫

縮寫(abbreviation),在语言学裡嚴格地说是一種詞語的簡易格式,又称缩略语或簡稱。但實際上,它是從詞中提取關鍵字來簡要地代表原來的意思。例如,「欧洲联盟」被省略作為「欧盟」。.

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特殊應用積體電路

特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit,縮寫:ASIC),是指依產品需求不同而客製化的特殊規格集成電路;相反地,非客製化的是應用特定標準產品(Application-specific standard product)集成電路。 特殊應用積體電路是由特定使用者要求和特定電子系統的需要而設計、製造。由于单个专用集成电路芯片的生产成本很高,如果出货量较小,则采用特殊應用積體電路在经济上不太实惠。这种情况可以使用可编程逻辑器件(如現場可程式邏輯門陣列)来作为目标硬件实现集成电路设计。此外,可编程逻辑器件具有用户可编程特性,因此适合于大规模芯片量产之前的原型机,来进行调试等工作。但是可编程逻辑器件在面积、速度方面的优化程度不如全定制的集成电路。 一般特殊應用積體電路的ROM和RAM都在出厂前经过掩膜(MASK),如常用的红外线遥控器发射芯片就是这种芯片。 特殊應用積體電路的特点是面向特定用户的需求,品种多、批量少,要求设计和生产周期短,它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物,与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。.

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设计规则检查

设计规则检查(Design rule checking, DRC)是电子设计自动化的一个重要组成部分,它决定了指定集成电路芯片的物理版图是否满足推荐的参数要求,这个要求即设计规则。.

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设计收敛

设计收敛(Design closure)是集成电路设计过程中,反复设计、调整设计细节,以使目标电路逐渐满足一系列设计约束的过程。集成电路设计的每个步骤(例如静态时序分析、布局、布线等)都是极其复杂的过程,并形成了若干专门的学科进行研究。.

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贝尔实验室

贝尔实验室(Bell Laboratories),最初是内从事包括电话交换机、电话电缆、半导体等电信相关技术的研究开发机构。地点位于美國新澤西州聯合縣的Murray Hill。.

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阿姆达尔定律

阿姆達爾定律(Amdahl's law,Amdahl's argument),一個計算機科學界的經驗法則,因吉恩·阿姆達爾而得名。它代表了處理器并行運算之後效率提升的能力。.

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量子穿隧效應

在量子力學裏,量子穿隧效應(Quantum tunnelling effect)指的是,像电子等微观粒子能夠穿入或穿越位勢壘的量子行為,儘管位勢壘的高度大於粒子的總能量。在經典力學裏,這是不可能發生的,但使用量子力學理論卻可以給出合理解釋。 量子穿隧效應是太陽核聚變所倚賴的機制。量子穿隧效應限制了太陽燃燒的速率,是太陽聚變循環的瓶頸,因此維持太陽的長久壽命。許多現代器件的運作都倚賴這效應,例如,隧道二極管、場致發射、約瑟夫森結、等等。扫描隧道显微镜、原子鐘也應用到量子穿隧效應。量子穿隧理論也被應用在半導體物理學、超導體物理學等其它領域。 至2017年為止,由於對於量子穿隧效應在半導體、超導體等領域的研究或應用,已有5位物理學者獲得諾貝爾物理學獎。.

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英伟达

NVIDIA(全稱NVIDIA Corporation,,發音:,台湾与香港地区官方中文名为--,中國大陸翻譯成--),创立于1993年1月,是一家以设计和銷售圖形處理器为主的無廠半導體公司。NVIDIA亦會設計遊戲機核心,例如Xbox和PlayStation。NVIDIA最出名的產品線是為個人與遊戲玩家所設計的GeForce系列,為專業CGI工作站而設計的Quadro系列,以及為伺服器和高效運算而設計的Tesla系列,雖然起家於PC電腦的顯示卡業務,輝達也曾涉及行動晶片Tegra的設計,但智慧機市場對此響應不大,不過近年卻利用這些研發經驗,目前朝向人工智慧和機器視覺的市場發展,也是圖形處理器上重要的開發工具CUDA的發明者。不過NVIDIA的發展過程也是非議不斷,批評多集中於濫用排他性商業合作、不正當行銷方式、對業界開放標準和自由軟體運動的拒斥等。 NVIDIA的總部设在美国加利福尼亞州的圣克拉拉位於矽谷的中心位置。「NVIDIA」的讀音與英文「video」相似,亦與西班牙文envidia(含义为英文「envy」)相似。.

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電子計算機

--,亦稱--,计算机是一种利用数字电子技术,根据一系列指令指示其自动执行任意算术或逻辑操作序列的设备。计算机遵循被称为“程序”的一般操作集的能力使他们能够执行极其广泛的任务。 计算机被用作各种工业和消费设备的控制系统。这包括简单的特定用途设备(如微波炉和遥控器)、工业设备(如工业机器人和计算机辅助设计),以及通用设备(如个人电脑和智能手机之类的移动设备)等。尽管计算机种类繁多,但根据图灵机理论,一部具有最基本功能的计算机,应当能够完成任何其它计算机能做的事情。因此,理论上从智能手机到超级计算机都应该可以完成同样的作业(不考虑时间和存储因素)。由于科技的飞速进步,下一代计算机总是在性能上能够显著地超过其前一代,这一现象有时被称作“摩尔定律”。通过互联网,计算机互相连接,极大地提高了信息交换速度,反过来推动了科技的发展。在21世纪的现在,计算机的应用已经涉及到方方面面,各行各业了。 自古以来,简单的手动设备——就像算盘——帮助人们进行计算。在工业革命初期,各式各样的机械的出现,其初衷都是为了自动完成冗长而乏味的任务,例如织机的编织图案。更复杂的机器在20世纪初出现,通过模拟电路进行复杂特定的计算。第一台数字电子计算机出现于二战期间。自那时以来,电脑的速度,功耗和多功能性不断增加。在现代,机械计算--机的应用已经完全被电子计算机所取代。 计算机在组成上形式不一,早期计算机的体积足有一间房屋的大小,而今天某些嵌入式计算机可能比一副扑克牌还小。当然,即使在今天依然有大量体积庞大的巨型计算机为特别的科学计算或面向大型组织的事务处理需求服务。比较小的,为个人应用而设计的称为微型计算机(Personal Computer,PC),在中國地區简称為「微机」。我們今天在日常使用“计算机”一词时通常也是指此,不过现在计算机最为普遍的应用形式却是嵌入式,嵌入式计算机通常相对简单、体积小,并被用来控制其它设备——无论是飞机、工业机器人还是数码相机。 同计算机相关的技术研究叫计算--机科学,而「计算机技术」指的是将计算--机科学的成果应用于工程实践所派生的诸多技术性和经验性成果的总合。「计算机技术」与「计算机科学」是两个相关而又不同的概念,它们的不同在于前者偏重于实践而后者偏重于理论。至於由数据为核心的研究則称為信息技术。 传统上,现代计算机包括至少一个处理单元(通常是中央处理器(CPU))和某种形式的存储器。处理元件执行算术和逻辑运算,并且排序和控制单元可以响应于存储的信息改变操作的顺序。外围设备包括输入设备(键盘,鼠标,操纵杆等)、输出设备(显示器屏幕,打印机等)以及执行两种功能(例如触摸屏)的输入/输出设备。外围设备允许从外部来源检索信息,并使操作结果得以保存和检索。.

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集成电路

集成电路(integrated circuit,縮寫:IC;integrierter Schaltkreis)、或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶--片/芯--片(chip)在电子学中是一种把电路(主要包括半導體裝置,也包括被动元件等)小型化的方式,並時常制造在半导体晶圓表面上。 前述將電路製造在半导体晶片表面上的積體電路又稱薄膜(thin-film)積體電路。另有一種(thick-film)(hybrid integrated circuit)是由独立半导体设备和被动元件,集成到基板或线路板所构成的小型化电路。 本文是关于单片(monolithic)集成电路,即薄膜積體電路。 從1949年到1957年,維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默 (Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發了原型,但現代積體電路是由傑克·基爾比在1958年發明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎,但同時間也發展出近代實用的積體電路的罗伯特·诺伊斯,卻早於1990年就過世。.

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集成电路版图

集成电路版图(integrated circuit layout),是真实集成电路物理情况的平面几何形状描述。集成电路版图是集成电路设计中最底层步骤物理设计的成果,物理设计通过布局、布线技术将逻辑综合的成果——门级的网表转换成物理版图文件,这个文件包含了各个硬件单元在芯片上的形状、面积和位置信息。版图设计的结果必须遵守制造工艺、时序、面积、功耗等的约束。版图设计是借助电子设计自动化工具来完成的。集成电路版图完成后,整个集成电路设计流程基本结束。随后,半导体加工厂会接收版图文件,利用具体的半导体器件制造技术,来制造实际的硬件电路。 如果以标准的工业流程进行集成电路制造,即化学、热学以及一些与光刻有关的变量可以得到精确控制,那么最终制造出的集成电路的行为在很大程度上取决于不同“几何形状”之间的相互连接以及位置决定。集成电路布局工程师的工作是将组成集成电路芯片的所有组件安置和连接起来,并符合预先的技术要求。通常这些技术要求包括性能、尺寸和制造可行性。在版图图形中,不同颜色图形形状可以分别代表金属、二氧化硅或组成集成电路组件的其他半导体层。同时,版图可以提供导体、隔离层、接触、通孔、掺杂注入层等方面的信息。 生成的版图必须经过一系列被称为物理验证的检查流程。设计人员必须使版图满足制造工艺、设计流程和电路性能三方面带来的约束条件。其中,制造工艺往往要求电路符合最小线宽等工艺限制,而功率耗费、占用面积也是考虑的因素。验证流程中最常见的是分为:.

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集成电路设计

集成电路设计(Integrated circuit design, IC design),根据当前集成电路的集成规模,亦可称之为超大规模集成电路设计(VLSI design),是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。.

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通信

通信是發送者通过某種媒體以某種格式來傳遞信息到收信者以達致某個目的。在古代,人們通過驛站、飛鴿傳書、烽火報警、符號、語言、眼神、觸碰等方式進行信息傳遞。到了今天,隨著科技水平的飛速發展,通訊基本完全利用有線或無線電完成,相繼出現了有線電話、固定電話、無線電話、手機、網際網路甚至視訊電話等各種通訊方式。通訊技術拉近了人與人之間的距離,提高了通訊的效率,深刻的改變了人類的通訊。交流也是一種方法讓其他人理解你。.

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逻辑仿真

逻辑仿真(logic simulation),或称逻辑模拟,是对硬件描述语言所定义数字电路行为的预测与检验,通常可以利用计算机仿真实现。逻辑仿真可以在具有不同物理抽象层次(级别)下进行,例如晶体管级、逻辑门级、寄存器传输级和行为级。其基本原理是使用计算机软件模拟一个激励信号,然后观察所设计电路的响应行为。.

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逻辑综合

在集成电路设计中,邏輯合成(logic synthesis)是所设计数字电路的高抽象级描述,经过布尔函数化简、优化后,转换到的逻辑门级别的电路连线网表的过程。.

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Intel Core i7

Core i7處理器(中國大陸譯為酷睿i7)是英特爾於2008年11月17日推出的高階CPU品牌,第一代Core i7以Nehalem微架構為基礎,取代Intel Core 2系列處理器。Nehalem曾經是Pentium 4 10GHz版本的代號。Core i7的名稱並沒有特別的含義,Intel表示取i7此名的原因只是聽起來悦耳,「i」和「7」都沒有特別的意思,更不是指第7代產品。不過i3、i5及i7產品線命名方式類似於BMW汽車車款的命名。而Core就是延續Core 2處理器的成功。 Core i7處理器系列將不會再使用Duo或者Quad等字樣來辨別核心數量。Core i7處理器的目標是提升高性能計算和虚拟化性能。另外,在64位元模式下可以啟動宏融合模式,上一代的Core處理器只支援32位元模式下的宏融合。該技術可合併某些x86指令成單一指令,加快計算周期。 桌上型Core i7有兩款插座(另一為「極致版」Core i7所用的CPU插座),第一代使用LGA 1156和LGA 1366,第二及第三代使用LGA 1155和LGA 2011,第四代使用LGA 1150,一般四核心型號使用,LGA2011更有六核心以及八核心型號使用,那些「較高級」的四核心有較大L3和支持更多RAM。第五代的Broadwell系列的Core i7采用LGA 1150接口,最新第七代及第六代使用LGA 1151和LGA 2066,第七代和第六代的接口可以兼容,需更新主機板BIOS,但不兼容LGA 1150接口。第8世代Core i7提供6核12執行緒版本,Intel於2017年推出頂級產品Core X系列(Core X主要包括高階的Core i9)處理器,取代Core i7 Extreme(酷睿i7極致版)的定位。.

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Itanium

#重定向 安腾.

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掺杂 (半导体)

掺杂(doping)是半导体制造工艺中,为纯的本征半导体引入杂质,使之电气属性被改变的过程。引入的杂质与要制造的半导体种类有关。轻度和中度掺杂的半导体被称作是杂质半导体,而更重度掺杂的半导体则需考虑费米统计律带来的影响,这种情况被称为简并半导体。.

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时钟偏移

时钟偏移(clock skew)或称时钟偏斜,是指时钟信号到达数字电路各个部分所用时间的差异。对于大多数数字集成电路系统,例如计算机系统,各种信号都是根据系统定時器訊號的时钟频率进行同步的,这样这些信号就能在相同的步调上工作。最理想的情况是,输入信号在下一个时钟的有效电平或者信号边缘带来之前,切换并在其正确的逻辑电平上保持稳定,从而使整个电路系统的行为合乎预设。在一个完整的电路系统中,不同电子器件的速度可能有着大小不一的差距,因此系统存在一个最大的运行频率。实际上,信号可能無法准确地在理想的信号边缘到来之前的瞬间保持在其正确的信号值上,它保持稳定所需的时间于理想情况有一定的偏移,这种偏移就是时钟偏移。除了上面这种情况,还有其他多种原因可以导致时钟偏移的现象。.

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时钟频率

时钟频率(又譯:時脈速度,clock rate)是指同步电路中时钟的基础频率,它以“每秒时钟周期”(clock cycles per second)来度量,量度单位採用SI單位赫兹(Hz)。例如,来自晶振的基准频率通常等于一个固定的正弦波形,则时钟频率就是这个基准频率,电子电路会为数字电子设备将它转化成对应的脉冲方波。需要补充一点的是,“速度”作为矢量不应与标量“频率”相混淆,所以使用“时钟速度”来描述这个概念是用词不当的。 在单个时钟--内(现代非嵌入式微处理器的这个时间一般都短于一纳秒)逻辑零状态与逻辑一状态来回切换。 由于发热和电气规格的限制,--里逻辑零状态的持续时间历来要长于逻辑一状态。 中央處理器(CPU)制造商常为时钟频率较高的CPU定额外的高价。就某个CPU来说,时钟频率是在生产环节的最后通过实测测定的。通过了特定测试标准的CPU会被标上这个标准相应的时钟频率,如1.5GHz。而当一个CPU没有通过较高时钟频率一级的测试但通过了较低一级的测试时,它会被标上一个较低的时钟频率。例如某个CPU未通过1.5GHz时钟频率的测试却通过了1.33GHz那一级的,它就会被标为1.33GHz,并且相对于时钟频率为1.5GHz的CPU,它的卖价要低。.

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晶体管

晶体管(transistor),早期音譯為穿細絲體,是一种-zh-cn:固体; zh-tw:固態;--zh-cn:半导体器件; zh-tw:半導體元件;-,可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在1947年,由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明。當時巴丁、布喇頓主要發明半導體三極體;肖克利則是發明PN二極體,他們因為半導體及電晶體效應的研究獲得1956年諾貝爾物理獎。 電晶體由半導體材料組成,至少有三個對外端點(稱為極),(C)集極、(E)射極、(B)基極,其中(B)基極是控制極,另外兩個端點之間的伏安特性關係是受到控制極的非線性電阻關係。晶体管基于输入的電流或电压,改變輸出端的阻抗 ,從而控制通過輸出端的电流,因此晶體管可以作為電流開關,而因為晶体管輸出信號的功率可以大於輸入信號的功率,因此晶体管可以作為电子放大器。.

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VLSI超大型積體電路

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