信息技术概1.doc

信息技术概述（二）来源：转本无忧网 作者：转本无忧网 发布时间：2011-9-14 15:30:11 浏览：444 1.2.1微电子技术与集成电路 1、微电子技术 （1）定义：微电子技术是实现电子电路和电子系统小型化和微型化的技术，它以集成电路为核心。 （2）电子电路中使用的基础元件的演变是：真空电子管晶体管中小规模集成电路大规模超大规模集成电路。 2、集成电路（Integrated Circuit，简称IC） （1）定义：20世纪50年代开始，以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻、电容等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一个微型化的电路或系统。 （2）现代集成电路使用的半导体材料：主要是硅，也可以是化合物半导体，如砷化镓等 （3）分类 所包含的晶体管、电阻、电容的数目：小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)、极大规模集成电路(ULSI)。（现在PC机种使用的微处理器，芯片组，图形加速芯片等都是超大规模和极大规模集成电路） 所用晶体管结构、电路和工艺：双极型集成电路、金属-氧化物-半导体集成电路、双极-金属-氧化物-半导体集成电路。 电信号类型和集成电路功能：数字集成电路，如逻辑电路、存储器、微处理器、微控制器、数字信号处理器等；模拟集成电路（线性电路），如信号放大器、功率放大器等。 用途：通用集成电路和专用集成电路(ASIC)。（处理器和存储器芯片等都属于集成电路，而专用集成电路是按照某种应用的特定要求专门设计，定制的集成电路） （4）集成电路的集成度 集成电路集成度的基本含义是指单个集成电路芯片中包含的电子元件（如晶体管、电阻、电容等）的数目。 例1：（判断）集成电路根据它所包含的晶体管数目可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模集成电路，现在PC机中使用的微处理器属于大规模集成电路。（ ） 参考答案：错分析：PC机中使用的微处理器包含运算器、控制器、寄存器和控制电路等，结构很复杂，集成度很高，属于超大规模或极大规模集成电路。 例2：（单选）下列关于集成电路(IC)的说法中错误的是（ ）。 A集成电路是现代信息产业的基础 B制造集成电路的材料只能是硅(Si) C集成电路的特点是体积小、重量轻、可靠性高 D集成电路的工作速度与组成逻辑门电路的晶体管的尺寸密切相关 参考答案：B 例3：（判断）集成电路按用途可分为通用集成电路和专用集成电路，PC机中的存储器芯片属于专用集成电路。（ ） 参考答案：错1.2.2集成电路的制造 晶圆切片（简称晶圆）是圆形单晶硅薄片，是供芯片生产的基本材料。 集成电路芯片（简称芯片）是集成电路主体，以晶圆切片作为基本材料，经多道工艺加工制造，在它上面集成晶体管、电阻、电容等元器件及互连线构成的电子线路。经封装后成为集成电路成品，如CPU、内存单元以及其他各种用途的集成电路。 每一晶圆切片上可以制造一个或者同时制造许多个独立的集成电路芯片。 封装是将单个的晶粒（芯片）固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上，并将晶粒上蚀刻出的并且需要引出的引线与基座伸出的插脚进行连接，以作为与外界电路连接之用，盖上塑胶或陶瓷或者其他材料的盖板，用胶水和其他方法固定封装。 常见的封装形式有：单列直插式(SIP)、两边带插脚的双列直插式(DIP)、四边带插脚的阵列式(PGA)、扁平贴片式(QFP)、PLCC式、交错网格式等。 封装的作用： 密封，防止物理损伤，防尘； 标准接口。1.2.3集成电路的发展趋势 1、集成电路特点 体积小，重量轻，可靠性高 2、集成电路的工作速度 集成电路的工作速度取决于芯片中组成逻辑门电路的晶体管的尺寸。晶体管尺寸越小，其极限工作频率越高，逻辑门电路的开关速度就越快，集成电路的工作速度也就越快。从另一个角度来看，芯片中晶体管的尺寸越小，线路就越细，相同面积的芯片中可容纳的晶体管等电子元件的数量就越多（集成度越高），功能就越强，工作速度也就越快。 3、Moore定律 摩尔(G.EMoore)在1965年预测：单块集成电路的集成度平均每18-24个月翻一番。其后30多年来，x86系列微处理器集成度的发展大体上是符合这个预测的，业界称其为Moore定律。实质上，Moore定律是对一段时期内集成电路制造技术发展的预测。 4.集成电路技术进步日新月异 至2005年初，世界上集成电路大生产的主流技术已经达到1214英寸晶园，0.09微米的工艺水平，并还在进一步提高。 5.存在的问题 集成电路的发展十分迅猛，但也存在许多问题。如：缩小线宽以及它们的相互距离，带来线路干扰严重；进一步降低电压，减小电流（减小功耗），可能会出现量子现象和效应。 例1:（判断）30多年来，集成电路技术的发展，大体遵循这单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番的规律，未来的十多年还将继续这个规律，这个规律就是著名的Moore定律。 参考答案：对 例2：（判断）集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管尺寸，尺寸越小，速度越快。 参考答案：对1.2.4 IC卡 1、定义 IC 卡是“集成电路卡”的简称，把集成电路芯片密封在塑料卡基片内部，使其成为能存储，处理和传输数据的载体。与磁卡相比，IC 卡不受磁场干扰，而且还能可靠地存储数据。 2、分类 （1）所镶嵌的集成电路芯片：存储器卡和CPU卡 存储器卡：这种卡封装的集成电路为存储器，其容量大约为几KB到几十KB， 信息可长期保存，也可通过读卡器改写。存储卡结构简单，使用方便，读卡器不需要联网就可以工作。主要用于安全性不高的场合，如电话卡，水电费卡，公交卡，医疗卡等。还有一种带加密逻辑的存储卡器，这种IC卡出了存储器外，还专设有加密电路，因此安全性强，常用于安全性要求高的场所。 CPU卡：也叫智能卡。卡上集成了中央处理器（CPU），程序存储器和数据存储器，还配有操作系统。这种卡处理能力强，保密性更好，常用于作为证件和信用卡使用的重要场合，手机中使用的SIM卡就是一种特殊的CPU卡，他不但存储了用户的身份信息，而且可将电话号码，短消息等也存储在卡上。 （2）使用方式：接触式IC卡和非接触式IC卡 接触式IC卡（如电话IC卡）：其表面上有一个方形镀金接口，有8个或6个镀金触点。使用时必须将IC卡插入读卡机卡口内，通过金属触点传输数据。这种IC卡多用于存