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[技术] 为了解“射流技术。先了解CPU的门电路。

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发表于 2009-11-2 16:39:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 laoztou 于 2009-11-2 17:08 编辑


甚么是电脑CPU中的’门电路‘ ?

先看看三极管                          二极管

                     200804280952539241.gif           010621.gif

最佳答案
“门”是这样的一种电路:它规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时,才有信号输出,通常有下列三种门电路:与门、或门、非门(反相器)。从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示。也可以这样规定:低电平为“0”,高电平为“1”,称为正逻辑。反之,如果规定高电平为“0”,低电平为“1”称为负逻辑,然而,高与低是相对的,所以在实际电路中要选说明采用什么逻辑,才有实际意义,例如,负与门对“1”来说,具有“与”的关系,但对“0”来说,却有“或”的关系,即负与门也就是正或门;同理,负或门对“1”来说,具有“或”的关系,但对“0”来说具有“与”的关系,即负或门也就是正与门。
参考资料:http://baike.baidu.com/view/629212.html?tp=0_00



二极管与门和或门电路有什么不同?

答案
与门:全1出1  有0出0    或门:有1出1 全0出0     实用电路中一般1表示高电位  0表示低电位


二极管只负责单向流动。

二极管与门电路的原理?
门电路  “门”是这样的一种电路:它规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时,才有信号输出,通常有下列三种门电路:与门、或门、非门(反相器)。从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示。也可以这样规定:低电平为“0”,高电平为“1”,称为正逻辑。反之,如果规定高电平为“0”,低电平为“1”称为负逻辑,然而,高与低是相对的,所以在实际电路中要选说明采用什么逻辑,才有实际意义,例如,负与门对“1”来说,具有“与”的关系,但对“0”来说,却有“或”的关系,即负与门也就是正或门;同理,负或门对“1”来说,具有“或”的关系,但对“0”来说具有“与”的关系,即负或门也就是正与门。

  凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路,是基本的逻辑电路。门电路可以有一个或多个输入端,但只有一个输出端。门电路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时,“门”才打开,即才有脉冲信号输出。从逻辑学上讲,输入端满足一定的条件是“原因”,有信号输出是“结果”,门电路的作用是实现某种因果关系──逻辑关系。所以门电路是一种逻辑电路。基本的逻辑关系有三种:与逻辑、或逻辑、非逻辑。与此相对应,基本的门电路有与门、或门、非门。

  门电路可用分立元件组成,也可做成集成电路,但目前实际应用的都是集成电路。由于单一品种的与非门可以构成各种复杂的数字逻辑电路,而器件品种单一,给备件、调试都会带来很大方便,所以集成电路工业产品中并没有与门、或门,而供应与非门。

  与门电路真值表:

  A B 结果

  0 0 0

  0 1 0

  1 0 0

  1 1 1

  或门电路真值表:

  A B 结果

  0 0 0

  0 1 1

  1 0 1

  1 1 1

  非门电路真值表:

  A 结果

  0 1

  1 0





[我来完善] “门电路”相关词条: 更多 组合逻辑电路时序逻辑电路集成运算放大器脉冲电路逻辑电路
运算放大器半导体存储器直流稳压电源触发器逻辑代数稳压电路组合电路


这张图:http://www.8ttt8.com/d/w2263.htm1.A.B是输入信号,如果输入正电压A.B是不会导通的,只有在D1 D2的左边是负电压才会导通。A.B的输入回路是怎么接的?输出F的回路接在哪?2.这里12v电源的回路又是接给谁? 我主要看不懂这张图线路具体接法,所以对门电路工作不理解。谁能帮忙详解一下!
问题补充:我只想知道A和B两端是接12v电源的正极还是负极?f接12v电源的哪个极,有了回路我才知道它怎么工作的。

最佳答案
这张电路图中,如果A或者B其中一个电压低于0.7V,此时任意一个二极管导通,电压钳位在0.7V,看表就知道,此时F点的输出电压为0.7V,也就是低电平,用0表示,如果当A、B两点的电压都等于3V的时候,此时两个二极和不导通,F点就输出高电平 用1表示,F点接到计数器或者其它的元件上12V是R与D1 D2的电源,也为F点提供3.7V的电压如果你需要F点输出高电平 AB两点可接12V正极,如果你需要F点输出低电平,那么就12V负极,F点怎么接?F点接你后面的驱动电路















http://www.8ttt8.com/d/w2263.htm这是逻辑电路图。转不过来。





一探究竟 带你将处理器内部结构看通透

使用电脑人几乎没有人不知道CPU,每个人都能说出一些关于CPU的知识。那么你看到过CPU内部是什么样子的吗?本文会用简单的方式,可以让各位一探CPU内部秘密。
    第一部分:CPU的基本结构:
  我们都知道CPU是什么样子的,可是你知道CPU的内部是什么样子的吗?我们来看下图。




CPU一般包括三部分:基板、核心、针脚
  如图,目前的CPU一般就是就是包括三个部分:基板、核心、针脚。其中基板一般为PCB,是核心和针脚的载体。核心和针脚,都是通过基板来固定的,基板将核心和针脚连成一个整体。核心,内部是众多的晶体管构成的电路。如上图,在我们的核心放大图片中,可以看到不同的颜色的部分,同一个颜色代表的是为实现一种功能而设计的一类硬件单元,这个硬件单元是由大量的晶体管构成的。不同的颜色代表不同的硬件单元。需要注意的是,在实际的芯片中,并没有颜色的区分,这里只是为了直观,我们才用不同的颜色代表不同的硬件单元。
    第二部分,认识CPU核心的基本单位——晶体管:
  我们常说到的AMD主流的CPU早期的Palomino核心和Thoroughbred-B核心采用了3750万晶体管,Barton核心采用了5400万晶体管,Opteron核心采用了1.06亿晶体管;INTEL的P4的Northwood核心采用了5500万晶体管,Prescott核心采用了1.25亿晶体管等等,其实指的就是构成CPU核心的最基本的单位——晶体管的数目。如此庞大数目的晶体管,是什么样子的,是如何工作的呢?我们来看下图。
  CPU核心内最基本的单位三极管
  然后将这样的晶体管,通过电路连接成一个整体,分成不同的执行单元,分别处理不同的数据,这样协同工作,就形成了具有强大处理能力的CPU了。那么这些电路是怎么连接在一起的呢。这就是我们要说的铜互连技术(图3)
CPU是以硅为原料上制成晶体管
  如上图,CPU是以硅为原料上制成晶体管,覆上二氧化硅为绝缘层,然后在绝缘层上布金属导线(现在是铜),独立的晶体管连接成工作单元。现在采用了多层的铜互连技术。这样传递的信号相互干扰更小,品质更好。反应出来就是CPU的超频能力更强。现在的CPU已经采用了7层铜互连技术,以后还会采用更多层的铜互连技术。
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 楼主| 发表于 2009-11-2 16:41:56 | 显示全部楼层
如上图,CPU是以硅为原料上制成晶体管,覆上二氧化硅为绝缘层,然后在绝缘层上布金属导线(现在是铜),独立的晶体管连接成工作单元。现在采用了多层的铜互连技术。这样传递的信号相互干扰更小,品质更好。反应出来就是CPU的超频能力更强。现在的CPU已经采用了7层铜互连技术,以后还会采用更多层的铜互连技
我们看到了上面的采用了铜互连技术的线路设计,就又有一个问题出现了,这么负责的线路,中间是怎么绝缘的呢?现在,我们继续来分析。
在CPU核心内电流从铜互连的导线上流过
  这就是我们现在常听到一个热门的名词——Low-K(低介电常数绝缘体)工艺。其实这个low-k物质,就是为了在铜互连层进行绝缘的。从图上我们可以看到,在CPU核心内,电流从铜互连的导线上流过,low-k便用来绝缘。那么为什么要采用low-k这种技术呢?原因其实很简单:采用low-k作为绝缘物质,让线间漏电降低,使芯片的发热量低。目前大部分0.13微米制程产品都采用性能较低的FSG氟化玻璃介质作为绝缘层。这种芯片的发热量,远比采用low-k工艺的芯片发热量高。
  胆是由于Low-k技术的芯片质地较脆,在芯片封装上需要较高工艺。原来计划在0.18微米制程当中就计划采用低介电常数绝缘体Low-k技术,但是直到0.13微米制程开始成熟。由于Low-k技术的芯片质地较脆,在芯片封装上需要较高工艺,所以一直以来都受到良品率的困绕。不过现在low-k工艺已经基本成熟,配合先进的制程,降低了发热,便可以做出频率更高的CPU来。
    第三部分,CPU使用中2个问题的解释:
  对于CPU来说,我们很多读者都关系两个问题:CPU超频和CPU寿命。这里我们就对读者朋友疑问较多的这两个问题,进行一点简单分析。
  关于CPU的超频:CPU为什么可以超频呢?什么影响着超频的能力呢?
  我们知道,CPU的制造过程就是用激光在晶圆上蚀刻电路。所谓蚀刻就采用一定波长的紫外透过掩膜(掩膜,相当与我们洗相片时候用的底版)后照射在硅晶圆上,将掩膜上的电路图像完整地复制到硅晶圆上。蚀刻过程中关键是所使用的紫外线的波长和晶圆的质量。波长越短的紫外线干扰和衍射现象就越不明显,晶体管就可以实现越小的线宽。
  晶圆纯度越高直径越大,所生产的芯片性能越好良品率就越高。硅晶圆生产过程中,离晶圆中心越远就越容易出现坏点。因此从硅晶圆中心向外扩展,坏点数是呈上升趋势。同时纯度越高,所生产出来的芯片瑕疵越少,频率越高。
晶体成型,切片,刻蚀电路是制造处理器必须的过程
  这里我们就可以看出来,在CPU激光蚀刻过程中是不分频率的,也就是说都是按照同样的工艺生产的。但是在生产过程中,会出现较完美的芯片,和有瑕疵的芯片。
  然后还要经过筛选标注的过程。就是按照不同的芯片的质量,优秀的标注为高的频率的产品,有瑕疵的为了稳定,标注为频率较低的产品。
  CPU的标注过程也是一个严格的检测过程。由于受到晶圆纯度和加工过程中不确定因素的影响,不可能所有的CPU都是按照设计生产出来的完美的产品。这就需要把产品按照实际性能的高低区分开来。这就需要严格的检测。CPU的稳定性检测是很严格的,其测试环境是相当苛刻的。通过大量的繁杂的多任务运算对CPU的稳定性进行全面的测试。这样选择一个保守的,能全部稳定通过所有严格测试的程序的频率,然后进行产品标志。这就是我们看到的CPU的频率。而我们日常的使用中,可能使用几年也不会出现这么繁重的多任务使用环境,所以即使进行了超频,也还是稳定的。这就是几乎所有的CPU都可以进行超频的原因所在。因为厂商已经为了稳定性的考虑,留了一部分频率提升的空间。
  此外,还有一种情况是将同一批次生产的高频版本中的一些CPU标注为低频版本。这大多发生在新工艺采用的初期,产能不足而不得已采用的方法,量不会太大,这就是所谓的超频极品。
  谈到了这里,我们也可以看出来,其实影响超频能力就是制造工艺。只要工艺提高了,超频能力自然也就高了。
超频后对CPU寿命的影响:
  超频对CPU的寿命是有影响的,这一点勿庸置疑。现在我们来分析一下,超频对CPU的频有何影响。在实际的超频过程中,我们都会提高电压,适当的提高电压,可以使晶体管中处理的信号更清晰,晶体管开关速度更快。但是过高的电压会将晶体管击穿,这就是我们常说的烧毁。同时高的电压,会引起发热的增加,发热带来的长期不良的影响就是我们常说的电子迁移。
超频对CPU的影响
  电子迁移就是电子的流动导致的金属原子迁移的现象。在芯片内部,电流强度很高的金属导线上,电子的流动给了金属原子一个动量,累积到一定的时候,金属原子便会脱离金属原子间的引力,随着电流到处流动。这样就导致了核心线路表面形成空洞或小丘。这是一个不可逆转的永久的伤害,即使它是个缓慢的过程。当积累到一定的时候,便会形成核心内部电路的短路,于是芯片就报废了。这个过程,类似与流水冲刷河床,一点点的搬运石块,最后很有可能阻断了河道。
  可以说在CPU芯片内部,电子迁移是一直存在的,只是正常使用情况下,由于是个漫长的影响过程,所以在正常的使用过程中,我们可以忽略电子迁移对芯片寿命的影响。但是超频带来的高温,使得金属原子的电子迁移大大加强。
  我们知道温度的升高会自由电子的动能大大增加,对金属原子的碰撞也更频繁和强烈。同时,随着温度的增加,金属原子也会变得活跃,过度活跃就会带来两种结果,一种是原本狭小的引线会因为金属原子的离去而断路,或者在线间绝缘处堆积而形成线间短路。
  温度越高,电子迁移现象就越容易发生,高温会增加电子运动和金属原子热运动的活跃程度,如此一来即便是超频之下系统仍旧稳定,但是工作在极限的处理器很有可能在稍微波动的电压中灰飞烟灭,因为不论是内部的短路或者断路,都将影响处理器的逻辑运算功能。
  所以超频带来的高温,不仅影响着CPU工作的稳定性,还在逐渐的缩短着CPU的寿命。所以,我们提倡:根据芯片体质,适度超频。不可追求极限频率,这样对我们的CPU来说,是大大有害的,同时注意做好散热工作。
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