Главная  Интегральные схемы 

[0] [1] [2] [ 3 ] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

нию низкочастотных (НЧ) микросхем (в основном на кремнии). Они позволили на несколько порядков увеличить быстродействие ЭЦВМ и их ресурсы, надежность и т. п.

Диалектика развития ЭВМ проявляется еще в одном интересном и весьма примечательном плане. Дело в том, что частота переключения современных элементов микросхем НЧ достигает порядка 1 ГГц. В самом недалеком будущем планируются частоты порядка 10 ГГц; оценки показывают, что это не предел и возможны существенно большие частоты: 100 ГГц и даже 300-500 ГГц. А это уже миллиметровый диапазон! И таким образом, мы снова возвращаемся к «бедам» ИС СВЧ: минимальные габариты БЭ ограничены величинами порядка длины волны. Необходимы новые идеи физического и конструктивно-технологического характера, которые позволили бы реализовать дальнейшее уменьшение габаритов и веса РЭА и ЭВМ.

В области идей физического плана сейчас интенсивно разрабатываются устройства на поверхностных акустических волнах (с предельными частотами порядка 1 ГГц) и устройства на магнитостатических волнах (с частотами выше 1 ГГц). В дальнейшем мы очень коротко коснемся структур с магнитостатическими волнами (колебаниями).

В плане конструктивном была выдвинута идея ОИС СВЧ, которая сейчас получила техническое развитие и которая в равной мере пригодна для структур с электромагнитными, акустическими и магнитостатическими волнами.

Автоматизированное проектирование РЭА. Переход к интегральной технологии, ИС НЧ и СВЧ потребовал прежде всего разработки и реализации новых принципов проектирования РЭА. На первый план выдвинулась необходимость самого широкого использования ЭВМ и, главным образом, гибридных комплексов ЭВМ: ЭЦВМ и АВМ. Оказалось, что только мощные гибридные комплексы в состоянии решать современные задачи проектирования ИС. Так родилась и теперь бурно развивается новая область научно-технического прогресса - автоматизированное проектирование РЭА. Нужно отметить, что автоматизированное проектирование (или машинное, как его иногда называют) в последние годы широко применяется и в других областях науки и техники. Обстоятельные исследования проводятся в области автоматизации физического эксперимента, отдельные стороны которого иногда поддаются формализации и могут осуществляться по наперед заданной программе. Устраивая обратную связь, можно автоматически проводить измерения и достаточно оперативно влиять на ход экспери-



мента. Аналогичными устройствами снабжаются и РЭА различного назначения. Например, подбор оптимального режима электронных приборов большой мощности, их перестройка по диапазону при наиболее выгодных энергетических показателях и многое другое осуществляются автоматизированными системами контроля и управления (с использованием ЭЦВМ и АВМ).

Переход к автоматизированному проектированию РЭА потребовал пересмотра и создания адекватных моделей БЭ, из которых компонуется данная РЭА. При этом на первый план выдвигается требование адекватности модели реальному БЭ. Если раньше удовлетворительной считалась точность 10-20 % (й даже хуже), что в значительной степени определялось возможностью механической подстройки некоторых элементов РЭА и подгонки их под необходимые параметры (после изготовления устройства), то ИС (и тем более ОИС), по существу, не позволяют этого делать (за исключением, может быть, некоторых активных элементов, расположенных, как правило, на выносной панели). В силу сказанного обстоятельства резко повышаются требования к точности модели БЭ, которые возросли на один-два порядка. Последнее обуславливает необходимость перехода в проектировании БЭ к моделям на электродинамическом уровне строгости. В особенности это сказывается на БЭ, предназначенных для РЭА в высокочастотной части сантиметрового диапазона и более коротковвлновых участках электромагнитного спектра. Из потребностей практики появилось и теперь интенсивно развивается новое научное направление - электродинамические основы автоматизированного проектирования ИС и ОИС. В свою очередь для эффективного решения задач автоматизированного проектирования СВЧ модулей РЭА требуется парк ЭЦВМ и АВМ с существенно большими ресурсами, создание новых вычислительных методов и алгоритмов и гибридных (ЭЦВМ+АВМ) вычислительных комплексов.

В этом процессе наглядно проявляется диалектическое единство метода и объекта исследования: для более точного описания модели необходимо использование эффективных вычислительных алгоритмов, а их создание в свою очередь требует глубокого знания физической стороны дела. Только на основе четкой физической картины явления можно построить достаточно эффективный вычислительный алгоритм.

Переход к системам цифровой обработки информации. Техническая база современной радиоэлектроники позво-



ляет в принципе спроектировать и построить РЭА с любыми наперед заданными характеристиками (не выходящими, разумеется, за рамки фундаментальных пределов РЭ). Однако при этом зачастую не удается удовлетворить многим требованиям по массогабаритным параметрам, технологическим, конструктивным и экономическим показателям и мн. др. Обычно создание уникальной РЭА требует применения прецизионной и дорогой элементной базы, разработки новых технологических и конструктивных принципов, что экономически далеко не всегда оправдано. Это обстоятельство представляется тем более важным, что в теории системного подхода доказано, что система, состоящая из оптимальных частей, в целом не оптимальна. Поэтому возник интерес к проблеме получения качественно новых характеристик РЭА и ЭВМ с применением «старой» элементной базы ). Выход был найден в переходе к радиосистемам с цифровой обработкой информации, когда система оперирует не с аналоговым (непрерывным) управляющим сигналом, а его «изображением» в виде некоторых импульсов. При этом возможно кодирование исходного сигнала по уровню, длительности импульса или комбинированное кодирование (по уровню и длительности). Большинство систем обработки информации в настоящее время функционирует по аналоговому принципу. Однако, по оценкам зарубежных экспертов, в ближайшие 5-10 лет ожидается перевод примерно 80-90 % РЭА на цифровой принцип обработки информации. Очевидно, что будущее за органичным сочетанием аналоговых и дискретных подходов к обработке все возрастающих объемов информации.

Особое значение придается поиску и применению радиосигналов с наперед заданным законом дискретной пространственно-временной модуляции и адекватных способов их пространственно-временной обработки с применением гибридных комплексов ЭЦВМ и АВМ. Одним из эффективных способов оптимального описания дискретных управляющих сигналов является использование 7?-функций и алгебры логики. В ближайшем будущем на этом пути можно ожидать интересных результатов в теории цифровой обработки сигналов, распознавании образов и др.

) Здесь стоит отметить еще раз важное обстоятельство, спс собствующее широкому использованию ОИС-СВЧ. Дело в том, что применение ОИС СВЧ не требует создания новой технологии и новое качество (массогабаритные параметры, устойчивость и другие положительные свойства ОИС СВЧ) получается на «старой» технологической основе.



[0] [1] [2] [ 3 ] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36]

0.0007