Koks yra ryšys tarp HCMOS ir LVCMOS?
Integrinių grandynų technologijos evoliucijos ir taksonomijos požiūriu CMOS, HCMOS ir LVCMOS neturi paprasto lygiagrečio ar pakaitinio ryšio. Vietoj to, jie sudaro hierarchinę sistemą, kuri suskirstyta į kategorijas pagal skirtingus matmenis ir funkcijų sutapimą.
Pagrindinis ryšys gali būti apibrėžtas taip: LVCMOS nėra kitos{0}}kartos HCMOS įpėdinis, o veikiau pagrindinė šaka, klasifikuojama pagal „įtampos sritį“. Kalbant apie našumą, šiuolaikiniai LVCMOS įrenginiai visiškai pranoko ankstyvuosius HCMOS įrenginius. Jie abu priklauso skirtingų dimensijų koncepcijoms ir yra labai integruoti į šiuolaikines technologijas.
1. Pagrindinis pagrindas: CMOS technologija
CMOS technologija yra visų tolesnių variantų pagrindas. Pagrindinis jo bruožas yra papildomų P-MOS ir N-MOSFET naudojimas keitikliams ar kitiems loginiams vartams sudaryti, teoriškai pasiekiant nulinį statinės energijos suvartojimą. Visi čia aptarti HCMOS ir LVCMOS įrenginiai turi šią esminę savybę.
2. Technologijų evoliucija, pagrįsta našumo kartomis (pirminis aspektas)
Šis matmuo klasifikuojamas pagal laiką ir našumą, atspindintį gamybos procesų pažangą.
Tradicinė CMOS (pvz., 4000 serija)
Savybės: pritaikomi ankstyvojo{0}}gamybos etapų procesai su dideliais funkcijų dydžiais ir didele parazitine talpa. Jis siūlo platų darbinės įtampos diapazoną (3–15 V), bet kenčia nuo ilgo sklidimo vėlavimo (maždaug 100 n), mažo greičio ir silpnos išvesties valdymo galimybės.
HCMOS (didelės spartos{0}}CMOS)
Savybės: Proporcingai sumažinus tranzistorių matmenis, žymiai sumažėja įrenginių parazitinė ir užtvarų talpa. Šis patobulinimas drastiškai sutrumpina sklidimo vėlavimą (iki ~ 10 ns), išlaikant mažas statinės energijos sąnaudas. Jo išvesties vairavimo galimybės taip pat labai patobulintos.
Akademinis pozicionavimas: HCMOS yra istorinis technologijos mazgas. Tai pažymėjo tašką, kai CMOS technologija pasiekė ir viršijo tuometinės TTL logikos greitį, nustatydama visapusiškus CMOS pranašumus tiek našumo, tiek energijos suvartojimo srityse. Tipiškas jo atstovas yra 5 V-74HC serija. Reikėtų pažymėti, kad HCMOS yra didelės- spartos CMOS, o ne didelės- įtampos CMOS santrumpa. Praktikoje terminas aukštos-įtampos CMOS vartojamas retai; jei reikia, jis turėtų būti sutrumpintas kaip HVCMOS.
3. Architektūros klasifikavimas pagal maitinimo įtampą (kitas skersinis{1}}matmenys)
Šis matmuo yra standartizuotas pagal maitinimo įtampą ir sutampa su našumu{0}}pagrįstu matmeniu.
5V CMOS
Apima ankstyvą tradicinį CMOS ir daugumą HCMOS įrenginių (pvz., 74HC serija). Tai buvo pirmasis plačiai standartizuotas įtampos domenas.
Žemos-įtampos CMOS
Apibrėžimas: bendras terminas visoms CMOS loginėms šeimoms, kurių darbinė įtampa žymiai mažesnė nei 5 V standartas. Jo kūrimą pirmiausia lemia dinaminis energijos suvartojimo optimizavimas, nes grandinės dinaminis energijos suvartojimas yra proporcingas maitinimo įtampos kvadratui.
Subkategorijos: LVCMOS toliau skirstomas pagal įtampą, kad būtų sudaryta standartų serija:
3,3 V (LVCMOS): pvz., 74LVC serija
2,5 V, 1,8 V, 1,5 V, 1,2 V ir tt: proceso mazgams judant į priekį, darbinė įtampa ir toliau mažėja.
Priklausymas ir šiuolaikinė integracija
Istorinis pavaldumas: technologijų plėtros istorijoje HCMOS (pvz., 74HC) yra CMOS technologijos našumo poklasis.
Kryžminis-matmenų sutapimas: HCMOS (pabrėžiantis greitį) ir LVCMOS (pabrėžiantis įtampą) yra sąvokos, pagrįstos skirtingais klasifikavimo kriterijais. Vienas lustas gali priklausyti abiem kategorijoms vienu metu.
Pavyzdžiui, 74HC serija yra 5 V HCMOS.
74LVC serija yra 3,3 V LVCMOS, o jos greitis paprastai viršija 74HC serijos greitį. Taigi 74LVC yra LVCMOS ir visiškai atitinka „didelės spartos“ charakteristiką.
Šiuolaikinė integracija ir terminų evoliucija:
Šiuolaikiniuose submikroniniuose ir{0}}submikroniniuose CMOS procesuose žema įtampa tapo būtina sąlyga norint pasiekti didelį greitį ir mažą energijos suvartojimą. Todėl visi naujai sukurti CMOS integriniai grandynai iš prigimties yra „žemos -įtampos“.
„Didelis{0}}greitis“ nebėra išskirtinė konkrečios produktų serijos etiketė, bet universali šiuolaikinės CMOS technologijos savybė. Akademinėje ir inžinerinėje praktikoje terminas „HCMOS“ dažnai vartojamas bendrai apibūdinti visas didelio našumo -CMOS grandines, pagrįstas šiuolaikiniais procesais, ir didžioji dauguma šių grandinių patenka į LVCMOS kategoriją.
Šiuolaikiniame kontekste:
CMOS: kaip skėtinis technologijos terminas kristalų generatoriaus išvesties signaluose jis konkrečiai reiškia vienos{0}}galinės kvadratinės bangos signalo išvestį.
HCMOS: plačiąja prasme jis apibūdina šiuolaikinių CMOS grandinių didelio našumo{0}}atributus.
LVCMOS: Jis aiškiai apibrėžia žemos darbinės įtampos elektros standartą.
Todėl apibūdinant „3,3 V didelės spartos CMOS signalą“, tikslesnė akademinė išraiška yra tokia: Šis signalas atitinka LVCMOS (pvz., LVC) elektros standartą ir pasižymi didelės spartos, būdingomis šiuolaikiniams CMOS procesams, charakteristikomis. Pagrindinis HCMOS palikimas{6}}našumo pagerinimas naudojant proceso mastelį- buvo paveldėtas ir pranoko visas šiuolaikines LVCMOS technologijas. Teoriškai šios dvi sąvokos priklauso skirtingiems aspektams ir buvo visiškai integruotos praktikoje.