Која е врската помеѓу HCMOS и LVCMOS?
Од гледна точка на еволуцијата и таксономијата на технологијата на интегрирано коло, CMOS, HCMOS и LVCMOS немаат едноставна паралелна или супституциона врска. Наместо тоа, тие формираат хиерархиски систем кој е категоризиран врз основа на различни димензии и преклопувања на карактеристиките.
Основната врска може да се дефинира на следниов начин: LVCMOS не е следната-генерација наследник на HCMOS, туку главна гранка класифицирана според „напонскиот домен“. Во однос на перформансите, современите LVCMOS уреди целосно ги надминаа раните HCMOS уреди. Двете припаѓаат на концепти во различни димензии и се високо интегрирани во современите технологии.
1. Основна основа: CMOS технологија
CMOS технологијата служи како основа за сите следни варијанти. Неговата дефинитивна карактеристика е употребата на комплементарни P-MOS и N-MOSFET за формирање на инвертери или други логички порти, со што се постигнува теоретски нула статичка потрошувачка на енергија. Сите HCMOS и LVCMOS уреди дискутирани овде ја споделуваат оваа основна карактеристика.
2. Еволуција на технологијата заснована на генерации на перформанси (примарна димензија)
Оваа димензија е класифицирана според времето и перформансите, како одраз на напредокот во производните процеси.
Традиционален CMOS (на пример, серија 4000)
Карактеристики: Усвојува производствени процеси во рана-фаза со големи димензии на карактеристики и висока паразитска капацитивност. Нуди широк опсег на работен напон (3–15 V), но страда од долги доцнења на ширење (од ~ 100s), мала брзина и слаба излезна способност за возење.
HCMOS (CMOS со голема-брзина)
Карактеристики: Со пропорционално намалување на димензиите на транзисторот, паразитската капацитивност и капацитивноста на портата на уредите значително се намалуваат. Ова подобрување драстично ги скратува одложувањата на ширење (до редослед од ~ 10 ns) додека одржува ниска статичка потрошувачка на енергија. Неговата способност за излезно возење е исто така значително подобрена.
Академско позиционирање: HCMOS претставува историски технолошки јазол. Ја означи точката каде што CMOS технологијата ја постигна и ја надмина брзината на мејнстрим TTL логиката во тоа време, воспоставувајќи ги сеопфатните предности на CMOS и во перформансите и во потрошувачката на енергија. Нејзин типичен претставник е серијата 74HC со 5V-. Треба да се напомене дека HCMOS е кратенка од CMOS со висока-брзина, а не со висок-напонски CMOS. Во практични апликации, терминот Висок-CMOS на висок напон ретко се користи; доколку е потребно, треба да биде скратено како HVCMOS.
3. Архитектонска класификација врз основа на напон на напојување (Друга вкрстена-димензија)
Оваа димензија е стандардизирана со напон на напојување и се преклопува со димензијата-заснована на перформанси.
5V CMOS
Вклучува раните традиционални CMOS и повеќето HCMOS уреди (на пример, серија 74HC). Ова беше првиот широко стандардизиран домен на напон.
Низок-CMOS напон
Дефиниција: Општ термин за сите CMOS логички фамилии со работен напон значително помал од стандардот 5V. Неговиот развој првенствено е поттикнат од динамичката оптимизација на потрошувачката на енергија, бидејќи динамичката потрошувачка на енергија на колото е пропорционална на квадратот на напонот за напојување.
Подкатегории: LVCMOS е дополнително поделен со напон за да формира серија стандарди:
3,3V (LVCMOS): на пр., серија 74LVC
2,5V, 1,8V, 1,5V, 1,2V, итн.: Како што напредуваат процесните јазли, работните напони продолжуваат да се намалуваат.
Припадност и современа интеграција
Историска подреденост: Во историјата на технолошкиот развој, HCMOS (на пример, 74HC) е подкласа на перформанси на CMOS технологијата.
Вкрстено-Димензионално преклопување: HCMOS (нагласувачка брзина) и LVCMOS (напон за нагласување) се концепти засновани на различни критериуми за класификација. Еден чип може да припаѓа на двете категории истовремено.
На пример, серијата 74HC е 5V HCMOS.
Серијата 74LVC е 3,3V LVCMOS, додека неговите брзински перформанси генерално ги надминуваат оние од серијата 74HC. Така, 74LVC е и LVCMOS и целосно ја исполнува карактеристиката „висока-брзина“.
Современа интеграција и еволуција на терминологијата:
Во денешните подмикронски и длабоки-подмикронски CMOS процеси, нискиот напон стана предуслов за постигнување голема брзина и мала потрошувачка на енергија. Затоа, сите новодизајнирани CMOS интегрирани кола се инхерентно „низок-напонски“.
„Високата-брзина“ повеќе не е ознака ексклузивна за одредени серии на производи, туку универзална карактеристика на модерната CMOS технологија. Во академските и инженерските практики, терминот „HCMOS“ често се користи за да се однесува генерално на сите-CMOS кола со високи перформанси базирани на современи процеси, а огромното мнозинство од овие кола спаѓаат во категоријата LVCMOS.
Во современ контекст:
CMOS: Како чадор термин за технологијата, во излезните сигнали на кристалните осцилатори, тој конкретно се однесува на излезот на сигнал со единечен-краен квадратен бран.
HCMOS: Во неговата широка смисла, тој ги опишува високите-атрибути на перформансите на современите CMOS кола.
LVCMOS: Јасно го дефинира електричниот стандард за низок работен напон.
Затоа, кога се опишува „3,3V, со голема-брзина CMOS сигнал“, попрецизниот академски израз е: Овој сигнал е во согласност со електричниот стандард LVCMOS (на пример, LVC) и ги покажува карактеристиките на висока-брзина на современите CMOS процеси. Како значајна технологија, основното наследство на HCMOS-подобрување на перформансите преку процесно скалирање-е наследено и надминато од сите модерни LVCMOS технологии. Двата концепта припаѓаат на различни димензии во теоријата и се целосно интегрирани во практична примена.