Elektroniksystem Professor Per Larsson-Edefors perla@chalmers.se Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 1 Kretskort med standardkomponenter Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 2
Innandömet av router Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 3 Ethernetswitch Marvell Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 4
Basbandsprocessor TI Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 5 Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 6
Specialiserad tillämpning: Korskorrelation Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 7 Specialgjort kretskort Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 8
med specialgjort substrat Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 9 med dedicerad IC Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 10
med specialbyggda kretsar Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 11 System-på-kisel (System-on-Chip - SoC) Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 12
Komplett DVB-mottagare Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 13 Processorbaserade system Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 14
Moderkort med processor Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 15 Intel 4004 10 m Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 16
Intel Core i7 980X 32 nm Source: Intel Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 17 Bara mjukvara? Mjuk FPGA up Source: Xilinx Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 18
FlexCore (Chalmers) Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 19 Utbyggbar processor HW/SW codesign Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 20
FEC Acceleration Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 21 Jämförelse Kretskort med standardkretsar VS SoC. Utvecklingskostnad / kompetenskrav. Prestanda och formfaktor. Unit cost / seriestorlek. Integration. ASIC VS processor. Prestanda. Flexibilitet. Analogt/digitalt. ASIPs. Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 22
IC-teknologi Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 23 Den integrerade kretsen Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 24
Grind och transistorer Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 25 Konstruktionsflöde Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 26
Cellbaserad ASIC Source: ARM Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 27 En heladderare a b c c a b b b c c a a C a a S a b b b a b c c Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 28
Ursprunget: Dec 16, 1947 Source: TaylorEdge Source: Wired.com Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 29 Bipolärtransistorn Source: How-stuff-works Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 30
Fasta tillståndets fysik Integrationsansträngningar post Sputnik & transistorradios: 1958: Hoerni - planarprocessen (Si/SiO 2 ). 1959: Noyce - integrated circuits. 1960: Si MOSFET (Kahng och Atalla @ Bell). 1966: 1-T DRAM cell (Dennard @ IBM). Så småningom slår MOSFET/fälteffekt ut bipolärtransistorn. Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 31 Genombrott: MOSFET-minnen 1970: Intel 1103, första DRAMet (1 kbit, PMOS-baserat). 1972: 1103 storsäljare. Source: Intel Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 32
Intel 1103 Source: Memory Systems, Elsevier Source: Intel Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 33 Tillverkning av wafers Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 34
Kostnadseffektiv litografi; hur? Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 35 Ny transistortyp krävs Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 36
Olika plattformar. Sammanfattning ASIC, FPGA, standardkomponenter; nyheter på gång! Olika konstruktionsmetoder. Manuell vs CAD. Mjukvara vs hårdvara. Analogt vs digitalt Komplexa system och komplex teknologi krävs för hög funktionalitet, hög prestanda, och effektiv implementation. Se till att skaffa er nyckelkompetenserna! Elektroniksystem, Per Larsson-Edefors, 7 maj 2012 Sida 37