Kolekcja: nowoczesne struktury scalone

Spis treści

• Część 1 - struktury scalone z CEMI
• Część 2 - stare struktury scalone
• Część 3 - nowoczesne struktury scalone
• Część 4 - prototypy procesorów
• Część 5 - jak otworzyć układ scalony?

W poprzednich postach zamieściłem zdjęcia starych struktur w obudowach CERDIP oraz kilka struktur wyprodukowanych w Polsce przez CEMI. Tutaj będę zamieszczał struktury nowoczesne - składające się z milionów, a nawet miliardów tranzystorów. Niestety moja wiedza na temat budowy układów scalonych obejmuje tylko te informacje, które sam sobie wyszukałem, więc w opisach mogą znaleźć się błędy. Niektóre struktury są zniszczone, gdyż otwieranie scalaków nie jest takie proste, ale jak widać, jest możliwe w domowych warunkach.

Chciałbym w przyszłości pracować przy projektowaniu układów scalonych, ale... chyba urodziłem w niewłaściwym miejscu... lub w niewłaściwym czasie.

Jeżeli masz jakieś układy scalone i chcesz zobaczyć, co siedzi w środku - pisz do mnie

Procesory

Tłumaczenie czym jest procesor może wydawać się truizmem, ale z moich doświadczeń wynika, że wiele osób tego nie wie. Tak więc: procesor jest układem (niekoniecznie scalonym!), który sekwencyjnie wykonuje instrukcje w ściśle określonej kolejności.

AMD K5 100MHz

Procesor z mojego pierwszego komputera :) ciężko było to otworzyć, ale jakoś daliśmy radę. Miniaturyzacja tego układu jest tak dalece zaawansowana, że przy powiększeniu 100x nawet napisów nie mogę dostrzec.

Freescale MC68302

Procesor do zastosowań komunikacyjnych, wyciągnięty z dekodera telewizyjnego. Zawiera w sobie rdzeń z MC68000 (pozdrawiam sympatyków komputera Amiga!) oraz ma jeszcze wiele innych peryferiów. Mam dwie wersje.

Intel 80C31

Zubożony mikrokontroler 8051 z wbudowaną pamięcią EPROM. W stosunku do pierwowzoru ma mniej pamięci. Proszę zwrócić uwagę, że na strukturze jest napisane 80C51 a nie 80C31!.

Układy PLD

Układy PLD są ogólnie mówiąc, zbiorem bramek, które można połączyć w dowolny sposób, np. tak, że uzyskamy przerzutnik, licznik, dekoder albo procesor. Jest to bardzo ciekawa technologia i dość zaawansowana. Układy PLD dzielą się na:

• SPLD - bardzo proste układy, mogące zastąpić kilkadziesiąt lub kilkaset bramek; obecnie odchodzą w przeszłość
• CPLD - średniozaawansowane układy, dobre jako "wspomagacze" dla procesorów, np do generowania sygnału VGA na podstawie bitmatpy stworzonej przez procesor. Bardzo szybkie, choć funkcjonalnie proste.
• FPGA - bardzo zaawansowane układy, mogące zastępować nawet złożone procesory. Istnieją układy FPGA zawierające nawet 2 miliardy bramek!

Największą zaletą układów PLD jest to, że te wszystkie bramki działają jednocześnie, w przeciwieństwie do procesora, który może w danej chwili wykonywać tylko jedną instrukcję. Dzięki temu PLD są stosowane do przetwarzania równoległego wielu sygnałów, np. w telekomunikacji, grafice cyfrowej, sieciach neuronowych, itp.

Xilinx XC3064

Układ CPLD. Na obrzeżach widać pola do połączenia z nóżkami. Nieco bliżej środka są bloki logiczne. Środek, czyli jakieś 90% powierzchni struktury zajmuje matryca połączeń. Otwierałem kilka różnych układów XC30xx i okazuje się, że siedzi w nich ta sama struktura, tylko niektóre piny nie są wyprowadzone na zewnątrz obudowy :)

Xilinx XC4003

Układ FPGA. Obecnie przestarzały i nieprodukowany od wielu lat. Nie ma pamięci stałej, po każdym włączeniu trzeba go skonfigurować logiką zapisaną w zewnętrznej pamięci.

Xilinx XC4405

Wersja XC4003 ale z pamięcią stałą, programowaną maską podczas procesu produkcji. Nie ma możliwości skasowania pamięci.

Lattice ispLSI

Lattice to trzeci w kolejności największy producent układów PLD.

Pamięci

Pamięć najłatwiej rozpoznać na strukturze, gdyż wygląda to duży prostokąt, błyszczący się wszystkimi kolorami tęczy.

AMD AM29F8008

Pamięć Flash, pojemność 8Mbit.

AMD AM29F04

Pamięć flash, pojemność 4Mbit.

AMD AM27C01

Pamięć EPROM, pojemność 1Mbit. Pamięci EPROM kasuje się naświetlając je promieniowaniem UV. Wykonanie kwarcowego okienka jest bardzo drogie, dlatego często stosuje się wersje bez okienka, ale jednorazowo programowalne.

29EE010

Pamięć EEPROM, pojemność 1Mbit.

Samsung K9GAG08UOM

Pamięć z pendive 2GB! Struktura jest ogromna!!! 16mm szerokości i 10mm długości, czyli jest prawie tak duża jak procesor AMD K5.

Pamięci różne

Układy ASIC

ASIC to Application Specific Integrated Circuit, czyli układ scalony przeznaczony do ściśle określonych zastosowań. Na ogół układy tego typu projektuje się na konkretne zamówienie i nie wprowadza się ich do ogólnego handlu. Zwracam uwagę na to, że wiele układów to matryce połączeń, podobne do układów PLD. Zapewne powstały w oparciu o szablonowe bloki, które zostały opracowane na podstawie opisów w języku Verilog/VHDL. Układy ASIC projektuje się korzystając z PLD, które konfiguruje się tworząc opis sprzętu w Verilogu lub VHDL.

Philips OQ2522

Alcatel Ravel & Satie

Dwa bliźniacze scalaki wyciągnięte ze wspomnianego wcześniej dekodera telewizyjnego. Zwracam uwagę na daleko idące podobieństwo tych układów z poniższymi!

ACU MOS AVGA320-01 1992

Procesor z karty graficznej. Budowa bardzo podobna do Alcatela.

CHIP2 6L70F2060

Kolejny ASIC o takiej budowie. Ciekawe czym jest ten mały tajemniczy prostokąt widoczny w narożniku. Pamięć konfiguracyjna układu FPGA?

Realtek RTS8852B-03

Masz takie coś w swojej karcie sieciowej :)

Parallel Tasking Performance

Jeden z najładniejszych scalaków w całek kolekcji. Świeci się wyjątkowo ładnie. Pewnie jest to jakiś procesor z rozbudowanymi peryferiami, ale nie wiem dlaczego niektóre części są okrążone kolorowymi obwódkami.

SAA5246AP/H

Układ do wyświetlania teletekstu na telewizorze.

KS82C6818A

C81A/CTV9

Układ do wyświetlania teletekstu na telewizorze.

HY6264A

Układ do wyświetlania teletekstu na telewizorze - wygląda mi na jakąś pamięć.

VGA BIOS

Pamięć BIOS-u karty graficznej.

Phison PS2231

Sterownik pendrive'a. Wyżej jest struktura pamięci flash 2GB.

74181

Niespodzianka! Legendarna jednostka arytmetyczno-logiczna, która jest pradziadkiem wszystkich procesorów.

ICL7106

Znów legenda - układ przetwornika A/D ze sterownikiem wyświetlacza LCD. Stosowany od wielu lat w miernikach. Istniała nawet wersja produkowana w Polsce przez CEMI.

TDA1675A

Układ wyciągnięty z monitora i służy generowania sygnałów synchronizacji. Zamontowany w obudowie Multiwatt.

Amikey BIOS

Pewnie jest to pamięć EPROM lub EEPROM z biosem do płyty głównej.

FSM18717S

Znów jakaś matryca połączeniowa.

OQ1580WP

Wygląda mi to na procesor z wbudowaną pamięcią RAM i ROM plus jeszcze jakieś peryferia.

OWM-102

Zwracam uwagę na dość nietypowe pola na obrzeżach.

Tamajajo!!!

To jest zabawka z mojego dzieciństwa :) kiedyś były modne tamajaja, zwane również tamagochi - były to jajowate gry elektroniczne, polegające na opiekowaniu się wirtualnym zwierzątkiem. W podstawówce wszyscy to mieli. Ja miałem pieska, a kolega miał amebę :) Układ wykonany w technologii Chip On Board, czyli struktura przyklejona bezpośrednio do płytki PCB i zalana czarną żywicą.

Mitsumi NCL025

Coś... po prostu takie coś i już.

ALPS-R SD705A

ASIC różne

Bliżej nieznane układy, w przypadku których nie dało się rozszyfrować nazwy.

Spis treści

• Część 1 - struktury scalone z CEMI
• Część 2 - stare struktury scalone
• Część 3 - nowoczesne struktury scalone
• Część 4 - prototypy procesorów
• Część 5 - jak otworzyć układ scalony?