Beth yw'r Berthynas rhwng HCMOS a LVCMOS?
O safbwynt esblygiad technoleg cylched integredig a thacsonomeg, nid oes gan CMOS, HCMOS, a LVCMOS berthynas gyfochrog neu amnewidiol syml. Yn lle hynny, maent yn ffurfio system hierarchaidd sy'n cael ei chategoreiddio yn seiliedig ar wahanol ddimensiynau ac mae nodweddion yn gorgyffwrdd.
Gellir diffinio'r berthynas graidd fel a ganlyn: Nid LVCMOS yw olynydd y genhedlaeth nesaf i HCMOS, ond yn hytrach cangen fawr a ddosberthir gan y "parth foltedd". O ran perfformiad, mae dyfeisiau LVCMOS modern wedi rhagori'n llwyr ar ddyfeisiau HCMOS cynnar. Mae'r ddau yn perthyn i gysyniadau mewn gwahanol ddimensiynau ac maent wedi'u hintegreiddio'n fawr mewn technolegau cyfoes.
1. Sylfaen Craidd: Technoleg CMOS
Mae technoleg CMOS yn sail i'r holl amrywiadau dilynol. Ei nodwedd ddiffiniol yw defnyddio P{1}}MOS a N{-MOSFETs cyflenwol i ffurfio gwrthdroyddion neu adwyon rhesymeg eraill, gan gyflawni defnydd pŵer statig sero yn ddamcaniaethol. Mae pob dyfais HCMOS a LVCMOS a drafodir yma yn rhannu'r nodwedd sylfaenol hon.
2. Esblygiad Technoleg yn Seiliedig ar Genedlaethau Perfformiad (Dimensiwn Cynradd)
Mae'r dimensiwn hwn yn cael ei ddosbarthu yn ôl amser a pherfformiad, gan adlewyrchu datblygiadau mewn prosesau gweithgynhyrchu.
CMOS Traddodiadol (ee, Cyfres 4000)
Nodweddion: Mabwysiadu prosesau gweithgynhyrchu cam- cynnar gyda nodweddion maint mawr a chynhwysedd parasitig uchel. Mae'n cynnig ystod foltedd gweithredu eang (3-15V) ond mae'n dioddef o oedi lluosogi hir (tua ~100ns), cyflymder isel, a gallu gyrru allbwn gwan.
HCMOS (-Cyflymder uchel CMOS)
Nodweddion: Trwy leihau dimensiynau transistor yn gymesur, mae cynhwysedd parasitig a chynhwysedd giât dyfeisiau yn cael eu lleihau'n sylweddol. Mae'r gwelliant hwn yn lleihau oedi ymlediad yn sylweddol (tua ~10ns) tra'n cynnal defnydd pŵer statig isel. Mae ei allu gyrru allbwn hefyd wedi'i wella'n fawr.
Sefyllfa Academaidd: Mae HCMOS yn cynrychioli nod technoleg hanesyddol. Roedd yn nodi'r pwynt lle llwyddodd technoleg CMOS i gyflawni a rhagori ar gyflymder rhesymeg TTL prif ffrwd ar y pryd, gan sefydlu manteision cynhwysfawr CMOS o ran perfformiad a defnydd pŵer. Ei gynrychiolydd nodweddiadol yw'r gyfres 5V 74HC a weithredir. Dylid nodi mai HCMOS yw'r talfyriad o High-Speed CMOS, nid High-Voltage CMOS. Mewn cymwysiadau ymarferol, anaml y defnyddir y term CMOS Foltedd Uchel; os oes angen, dylid ei dalfyrru fel HVCMOS.
3. Dosbarthiad Pensaernïaeth yn Seiliedig ar Foltedd Cyflenwi (Croes-Dimensiwn Arall)
Mae'r dimensiwn hwn wedi'i safoni gan foltedd cyflenwad ac mae'n gorgyffwrdd â'r dimensiwn sy'n seiliedig ar berfformiad.
5V CMOS
Yn cynnwys CMOS traddodiadol cynnar a'r rhan fwyaf o ddyfeisiau HCMOS (ee, cyfres 74HC). Hwn oedd y parth foltedd safonol cyntaf.
CMOS foltedd isel-
Diffiniad: Term cyffredinol ar gyfer pob teulu rhesymeg CMOS gyda folteddau gweithredu yn sylweddol is na'r safon 5V. Mae ei ddatblygiad yn cael ei yrru'n bennaf gan optimeiddio defnydd pŵer deinamig, gan fod defnydd pŵer deinamig cylched yn gymesur â sgwâr y foltedd cyflenwad.
Is-gategorïau: Mae LVCMOS yn cael ei isrannu ymhellach gan foltedd i ffurfio cyfres o safonau:
3.3V (LVCMOS): ee, cyfres 74LVC
2.5V, 1.8V, 1.5V, 1.2V, ac ati: Wrth i nodau'r broses symud ymlaen, mae folteddau gweithredu yn parhau i ostwng.
Ymlyniad ac Integreiddiad Cyfoes
Is-ddosbarthiad hanesyddol: Yn hanes datblygiad technolegol, mae HCMOS (ee, 74HC) yn is-ddosbarth perfformiad o dechnoleg CMOS.
Gorgyffwrdd Traws-Ddimensiwn: Mae HCMOS (sy'n pwysleisio cyflymder) a LVCMOS (pwysleisio foltedd) yn gysyniadau sy'n seiliedig ar feini prawf dosbarthu gwahanol. Gall sglodyn sengl berthyn i'r ddau gategori ar yr un pryd.
Er enghraifft, y gyfres 74HC yw 5V HCMOS.
Y gyfres 74LVC yw 3.3V LVCMOS, tra bod ei berfformiad cyflymder yn gyffredinol yn uwch na'r gyfres 74HC. Felly, mae'r 74LVC yn LVCMOS ac yn cwrdd yn llawn â'r nodwedd "cyflymder uchel".
Integreiddio Cyfoes ac Esblygiad Terminoleg:
Ym mhrosesau CMOS submicron a submicron dwfn heddiw, mae foltedd isel wedi dod yn rhagofyniad ar gyfer cyflawni defnydd cyflymder uchel a phŵer isel. Felly, mae'r holl gylchedau integredig CMOS sydd newydd eu dylunio yn rhai "isel-" yn eu hanfod.
Nid yw "cyflymder uchel" bellach yn label unigryw i gyfresi cynnyrch penodol ond yn nodwedd gyffredinol o dechnoleg CMOS fodern. Mewn arferion academaidd a pheirianneg, defnyddir y term "HCMOS" yn aml i gyfeirio'n gyffredinol at yr holl gylchedau CMOS perfformiad uchel yn seiliedig ar brosesau modern, ac mae mwyafrif helaeth y cylchedau hyn yn dod o dan y categori LVCMOS.
Mewn Cyd-destun Cyfoes:
CMOS: Fel term ymbarél ar gyfer y dechnoleg, mewn signalau allbwn osgiliadur grisial, mae'n cyfeirio'n benodol at allbwn signal tonnau sgwâr sengl -.
HCMOS: Yn ei ystyr eang, mae'n disgrifio nodweddion perfformiad uchel cylchedau CMOS modern.
LVCMOS: Mae'n diffinio'n glir safon drydanol foltedd gweithredu isel.
Felly, wrth ddisgrifio "signal CMOS cyflymder uchel 3.3V", y mynegiant academaidd mwy manwl gywir yw: Mae'r signal hwn yn cydymffurfio â safon drydanol LVCMOS (ee, LVC) ac yn arddangos nodweddion cyflymder uchel prosesau CMOS modern. Fel technoleg garreg filltir, mae etifeddiaeth graidd HCMOS-gwella perfformiad drwy raddio prosesau-wedi'i hetifeddu a'i rhagori gan holl dechnolegau LVCMOS modern. Mae'r ddau gysyniad yn perthyn i wahanol ddimensiynau mewn theori ac maent wedi'u hintegreiddio'n llawn mewn cymwysiadau ymarferol.