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C.S.E.2.1 COSTRUZIONI E STRUMENTAZIONE ELETTRONICHE Lezione n° 2 RichiamiRichiami Costanti concentrate – Costanti distribuiteCostanti concentrate – Costanti.

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Presentazione sul tema: "C.S.E.2.1 COSTRUZIONI E STRUMENTAZIONE ELETTRONICHE Lezione n° 2 RichiamiRichiami Costanti concentrate – Costanti distribuiteCostanti concentrate – Costanti."— Transcript della presentazione:

1 C.S.E.2.1 COSTRUZIONI E STRUMENTAZIONE ELETTRONICHE Lezione n° 2 RichiamiRichiami Costanti concentrate – Costanti distribuiteCostanti concentrate – Costanti distribuite Ritardo di propagazioneRitardo di propagazione Lunghezza efficaceLunghezza efficace Influenza del PACKAGING sul PCBInfluenza del PACKAGING sul PCB –Evoluzione del PACKAGING –Through-Hole (Fori passanti) –Surface Mount (Montaggio superficiale) –Multi-Chip Module (MCM)

2 C.S.E.2.2 RICHIAMI

3 C.S.E.2.3 Testi di Riferimento

4 C.S.E.2.4 Leggi di Kirchoff

5 C.S.E.2.5 Campi eletrici e magnetici

6 C.S.E.2.6 Resistenza parassita

7 C.S.E.2.7 Induttanza parassita

8 C.S.E.2.8 Capacità parassita

9 C.S.E.2.9 Validità del modello Costanti concentrateCostanti concentrate –Le tensioni e le correnti sono solo funzioni del tempo –Per lanalisi di una rete si possono usare le –LEGGI DI KIRCHOFF Costanti distribuiteCostanti distribuite –Le tensioni e le correnti sono funzioni del tempo e dello spazio –Per lanalisi di una rete si devono usare le –EQUAZIONI DI MAXWELL

10 C.S.E.2.10 Richiami Ritardo di propagazioneRitardo di propagazione Velocità di propagazioneVelocità di propagazione Impedenza caratteristicaImpedenza caratteristica

11 C.S.E.2.11 Esempi Costate dielettricaCostate dielettrica Permeabilità magneticaPermeabilità magneticaMEZZO r T p [ps/cm] [ps/cm]V [m/s]x10 8 Aria Cavo Coassiale PCB (in FR4 Traccia esterna) 2.8 – – 1.4 PCB (in FR4 Traccia interna) PCB (in Allumina Traccia est.)

12 C.S.E.2.12 Lunghezza Efficace 1 DefinizioneDefinizione –Rapporto fra tempo di salita e ritardo di propagazione

13 C.S.E.2.13 Lunghezza Efficace 2 SignificatoSignificato –Spazio percorso dal segnale nellintervallo di tempo T r EsempioEsempio –fotografia della tensione lungo il percorso in vari istanti L E = 16.7 cm L= 50 cm

14 C.S.E.2.14 Lunghezza Efficace 3 Esempio 2Esempio 2 –Su percorsi brevi non si nota Leffetto del tempo di propagazione L= 2 cm

15 C.S.E.2.15 Lunghezza Efficace 4 ConfrontoConfronto Regola empiricaRegola empirica Per L < L E /6 Costanti ConcentrarePer L < L E /6 Costanti Concentrare Per L > L E /6 Costanti DistribuitePer L > L E /6 Costanti Distribuite L= 2 cm L E = 16.7 cm L= 50 cm

16 C.S.E.2.16 Riferimenti TESTO su MCMTESTO su MCM

17 C.S.E.2.17 Evoluzione delle tecnologie di PACKAGING 1904Fleming inventa il TRIODO1904Fleming inventa il TRIODO 1920Armstrong radio supereterodina1920Armstrong radio supereterodina 1940Armstrong realizza il RADAR1940Armstrong realizza il RADAR 1948Shockley inventa Transistore bipolare a giunzione (BJT)1948Shockley inventa Transistore bipolare a giunzione (BJT) 1958Kilby e Moore sviluppano il primo circuito integrato1958Kilby e Moore sviluppano il primo circuito integrato 1968Fairchild primo circuito integrato1968Fairchild primo circuito integrato 1970PCB Trough - Hole1970PCB Trough - Hole 1972INTEL microprocessore a 8 nbit1972INTEL microprocessore a 8 nbit 1980PCB Sourface Mount1980PCB Sourface Mount 1990Multi – Chip Module1990Multi – Chip Module

18 C.S.E.2.18 Trough-HollSourface mount

19 C.S.E.2.19 Evoluzione nel Packaging 1 Montaggio superficialeMontaggio superficiale –Riduce la distanza fra i pin rispetto a fori passanti –Aumenta la densità del Silicio –Aumenta lefficienza nel Packaging % del PCB% del PCB –10% aree attive (Silicio) –90% Packaging e routing Esigenze della VLSIEsigenze della VLSI –Aumentare la densità –Ridurre i ritardi

20 C.S.E.2.20 Evoluzione nel Packaging 2 Fig.1Fig.1

21 C.S.E.2.21 Funzioni del Packaging Fig. 2Fig. 2

22 C.S.E.2.22 Gerarchia del Packaging Fig. 3Fig. 3

23 C.S.E.2.23 Effetti del Packaging sulle prestazioni MIPS MIPS MIPS MIPS 1992Alpha400 MIPS1992Alpha400 MIPS Fig. 4Fig. 4

24 C.S.E.2.24 Strategie Fig. 5Fig. 5

25 C.S.E.2.25 Rapporto Gate - Pin Regola di RentRegola di Rent N p Numero di pins (terminali)N p Numero di pins (terminali) N g Numero di gatesN g Numero di gates K p Costante di proporzionalità (IBM = 2.5)K p Costante di proporzionalità (IBM = 2.5) costante di Rent (IBM = 0.6) costante di Rent (IBM = 0.6)

26 C.S.E.2.26 Legge di MOOR Fig. 6Fig. 6

27 C.S.E.2.27 Legge di RENT Fig. 7Fig. 7

28 C.S.E.2.28 Ritardo vs distanza Fig. 8Fig. 8

29 C.S.E.2.29 Conclusioni Basi per progetto di PCBBasi per progetto di PCB Effetti della velocitàEffetti della velocità –Parametri concentrati –Parametri distribuiti Effetti del PackagingEffetti del Packaging


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