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        淺析超低功耗集成電路技術(shù)

        2018-06-05 10:09:18許可敬
        科技資訊 2018年2期
        關(guān)鍵詞:摩爾定律納米技術(shù)

        許可敬

        摘 要:集成電路是一種微型電子器件和部件,并且在集成電路技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,遵循摩爾定律,逐漸將納米技術(shù)應(yīng)用到其中,其主要的目的就是實現(xiàn)超低功耗集成電路技術(shù),對其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展也是非常有力度。

        關(guān)鍵詞:超低功耗 集成電路技術(shù) 納米技術(shù) 摩爾定律

        中圖分類號:TN43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2018)01(b)-0071-02

        1 集成電路技術(shù)分析

        集成電路是一種運用電子設(shè)備中的微型電子零部件,詳細(xì)的說就是把集成電路中的晶體管、電阻、電感和電容等方面,通過利用布線的方式,將這些設(shè)備和元件進(jìn)行有效連接,并且將其固定在一塊或者多塊介質(zhì)模塊上,形成整體電路中的一個微型電路,降低電子設(shè)備的功耗,以及提升電子設(shè)備的綜合性能。其實,集成電路主要是在20世紀(jì)50年代,由半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展起來的電路器件,并且通過半導(dǎo)體制造工藝,構(gòu)成對整體電路有著一定功能的半導(dǎo)體元件,如圖1所示。

        另外,集成電路主要是用于電路板之中,具有體積相對較小、使用時間相對較高、重量相對較小、性能較為良好等優(yōu)勢,所以在生產(chǎn)的過程中,可大規(guī)模的批量生產(chǎn),也在相關(guān)行業(yè)中得到了大規(guī)模的使用[1]。同時,在集成電路不斷發(fā)展的過程中,逐漸在計算機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

        2 超低功耗集成電路技術(shù)分析

        超低功耗集成電路技術(shù)主要是根據(jù)集成電路的一些運行和工作原理,降低電子設(shè)備的功耗,并且將其功耗降至最低。主要是因為集成電路技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中,降低功耗成為了發(fā)展中的重點,主要是體現(xiàn)在集成電路技術(shù)中的材料、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等方面。因此,超低功耗集成電路技術(shù)的實現(xiàn),完全展現(xiàn)了這一概念,并且為其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了重要支持。

        3 超低功耗集成電路技術(shù)原理

        超低功耗集成電路技術(shù)是由很多方面組成的,例如:電路材料采用、內(nèi)部元件排列、電源硬件設(shè)計、系統(tǒng)功耗設(shè)計降低等,下面就針對這幾方面,進(jìn)行了簡要分析和闡述。

        3.1 電路材料的采用

        功耗降低、超低功耗是集成電路技術(shù)發(fā)展中的重點。因此,在超低功耗集成電路技術(shù)應(yīng)用的過程中,首先要考慮的就是電路材料,也是降低和控制集成電路功耗的主要因素。因此,在超低功耗集成電路技術(shù)材料選擇的過程中,一定要對各種材料的性能進(jìn)行試驗,根據(jù)各個試驗結(jié)果選擇功耗相對較低的電路材料,并且一定要將先進(jìn)電子技術(shù)應(yīng)用到其中,加強(qiáng)集成電路運行中的綜合性能,這樣可以有效地降低和控制集成電路中元件功耗[2]。

        3.2 內(nèi)部元件排序

        集成電路作為電子設(shè)備電路中的一個部分,并且在運行的過程中,主要是以發(fā)熱的形式消耗大量的功,因此超低功耗集成電路技術(shù)在應(yīng)用的過程中,針對內(nèi)部的元件,一定要采取相應(yīng)的方式,對元件的排列進(jìn)行優(yōu)化,重新整合和排序,從而降低各個元件在運行中所消耗的功,進(jìn)而展現(xiàn)了超低功耗集成電路技術(shù)的優(yōu)勢。

        3.3 電源硬件的設(shè)計

        電源硬件是集成電路功消耗的一個重要內(nèi)容。因此,在超低功耗集成電路技術(shù)應(yīng)用的過程中,電源硬件的控制和設(shè)計,是非常重要的一項內(nèi)容,例如:若是集成電路的電源電壓相對較高的話,那么消耗大量的功。所以,在超低功耗集成電路技術(shù)應(yīng)用的過程中,盡量采用電壓相對較多的電源,并且對集成電路中芯片的核定電壓進(jìn)行控制,一般情況下應(yīng)當(dāng)控制在0.85V,緩存定壓也應(yīng)當(dāng)控制在0.9V,這樣在最大程度上降低功的消耗。另外,超低功耗集成電路技術(shù)在應(yīng)用的過程中,可以通過電源的控制和設(shè)計,對輸入的電壓進(jìn)行控制,并且利用額定和動態(tài)的電源供電技術(shù),對電路芯片的運行電壓進(jìn)行有效控制,這樣可以有效地實現(xiàn)功降低消耗的目標(biāo)。

        3.4 系統(tǒng)功耗的控制

        超低功耗集成電路技術(shù)中系統(tǒng)功耗控制,主要表面在系統(tǒng)程度方面,通過對系統(tǒng)軟件的設(shè)計和管理,將集成電路中的各個硬件部件進(jìn)行有效結(jié)合,進(jìn)而對運行過程和等待過程進(jìn)行有效控制。同時,在集成電路系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)的過程中,應(yīng)當(dāng)對各個電路元件進(jìn)行休眠控制模式,這樣可以有效地實現(xiàn)“忙時多用、閑時休眠、不用關(guān)閉”等集成電路控制模式。

        3.5 動態(tài)電壓的整合

        動態(tài)電壓的整合是超低功耗集成電路技術(shù)應(yīng)用的一個重點內(nèi)容,主要是通過降低運行頻率和供電電壓的方式,對系統(tǒng)運行的程序進(jìn)行相應(yīng)的處理,并且在調(diào)節(jié)的過程中,可以利用動態(tài)電壓調(diào)整技術(shù),降低功的消耗。同時,在超低功耗集成電路技術(shù)應(yīng)用的過程中,不同層次的離散頻率可以運行在動態(tài)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,這樣可以對程序運行的電壓負(fù)載進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),可以保證電壓值運行的穩(wěn)定性。但是,在整合和調(diào)節(jié)的過程中,一定要注意以下幾個方面。

        (1)在調(diào)節(jié)和整合的過程中,一定要基于FLAT、PEAK、PAST、AVGN隔離算法等方面,對功的消耗進(jìn)行良好的控制。

        (2)在任務(wù)算法的基礎(chǔ)之上,對電壓調(diào)節(jié)和動態(tài)頻率進(jìn)行相應(yīng)的比較,這樣可以進(jìn)一步提升集成電路系統(tǒng)運行的效率,對電力電壓度進(jìn)行有效調(diào)節(jié),實現(xiàn)了超低功耗集成電路技術(shù)的優(yōu)勢。

        4 超低功耗集成電路技術(shù)的發(fā)展分析

        隨著我國電子設(shè)備的不斷發(fā)展,集成電路設(shè)計人員在提升綜合性能、降低功耗方面面臨著相對大的挑戰(zhàn)。因此,在不斷發(fā)展的過程中,逐漸將納米技術(shù)應(yīng)用到其中,并且在整體電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,實現(xiàn)內(nèi)外兼顧以及超低功耗集成電路技術(shù)的運行模式。同時,超低功耗集成電路技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中,由于自身的性能和特點,會帶來很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,例如:在電子信息產(chǎn)業(yè)中,通過利用超低功耗集成電路技術(shù),可以有效地提升電子設(shè)備的綜合性能,進(jìn)而促進(jìn)了我國電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

        另外,在超低功耗集成電路技術(shù)運行的過程中,主要是在摩爾定律的基礎(chǔ)之上,各種先進(jìn)的技術(shù)形式進(jìn)行融合。但是,在超低功耗集成電路技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,還會面臨著一些問題和轉(zhuǎn)折點,相信在不斷實踐和研究的過程中會有更好的發(fā)展前景。

        5 結(jié)語

        綜上所述,超低功耗集成電路技術(shù)作為我國電子設(shè)備生產(chǎn)中一種新的電路系統(tǒng)模式,在電子信息行業(yè),以及一些其他行業(yè)都起到了非常重要的作用和意義。本文針對超低功耗集成電路技術(shù)的一些相關(guān)內(nèi)容,進(jìn)行了簡要分析和闡述,其主要目的就是降低功耗,提升電子以及其他的一些產(chǎn)品的綜合性能,充分展現(xiàn)超低功耗集成電路技術(shù)的優(yōu)勢。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 張晨龍.超低功耗集成電路技術(shù)研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2016,6(16):27-28,44.

        [2] 耿利.建筑水暖管道安裝問題及對策思考[J].建材與裝飾,2016(34):202-203.

        [3] 張明文.新形勢下超低功耗集成電路技術(shù)研究[J].電子制作,2016(18):26-27.

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