|
مهندسی برق- الکترونیک وکامپیوتر پالس درچه ای بسوی تکنولوژی
|
|||
|
|
نوشته شده در تاریخ سه شنبه 20 اردیبهشت 1390 توسط مهندس بهنام سلیمی
شاید تاکنون فکر کرده باشید اگر یک طرح دیجیتالی داشته و این طرح دارای تعداد ریادی آی سی باشد چگونه طرح خود را پیاده کرده و به صورت یک برد بسازید.یا اینکه یک آی سی با امکاناتی به خصوص داشته باشید که نمونه اش در هیچ یک از آی سی های دیجیتالی دنیا موجود نباشد. یک ساعت دیجیتالی با امکانات کامل یک تولید کننده پالسهای pwm برای یک اینورتر تک فاز یا سه فاز تولید سیگنالهای همزمانی عمودی و افقی برای یک نمایشگر RGB یا LCD ساختن یک اسیلوسکوپ دیجیتالی ساختن یک تابلوی روان با LED و..... سری تراشه هایی به نامهای FPGA و CPLD تولید شده اند که دارای یک معماری خاص بوده به طوری که شما را قادر می سازد هر گونه طرح دیجیتالی خود را ابتدا با نرم افزار واسط طراحی کرده سپس طرح خود را در نرم افزار مربوطه شبیه سازی کرده و به کمک پروگرامر مخصوص بر روی این آی سی خام به صورت سخت افزاری پیاده کنید. حتی شما میتوانید تعداد پایه های مورد نیاز خود برای آی سی ٬محل قرار گرفتن این پایه ها در اطراف آی سی و نوع آن را در نرم افزار مربوطه انتخاب کنید. پس از طراحی میتوان بررسی کرد که چه زمان تاخیر بین تحریک ورودیها و تغییر وضغیت در خروجیها وجود داردو در صورت زیاد بودن این تاخیر یا موارد ایرادهای دیگر طرح را قبل از پروگرام کردن بهینه کرد. کار طراحی برنامه بر روی این نرم افزارهای واسط به دو روش انجام میشود: 1-روش گرافیکی:در این روش با استفاده از توابع از پیش طراحی شده که در واقع یک سری بلوک گرافیکی هستند طرح آماده میشود. این توابع عبارتند از: primitive functions macro functions library of paraneterized modules mega functions که در مورد توابع mega باید گفت که به دو دسته open core و mega core تقسیم بندی میشوند.این دودسته را شرکتهای طراحی کننده ماکروها طراحی میکنند و جهت فروش آماده می نمایند.دسته اول را بر روی نرم افزار میتوان شبیه سازی کرد ولی نمیتوان بر روی آی سی پروگرام کرد(بایستی خریداری کرد) و دسته دوم را میبایست از ابتدا خریداری کرد. (یکی از کارهای سود آور شرکتهای بزرگ طراحی همین mega functions ها است. 2-روش برنامه نویسی:در این روش با استفاده از برنامه نویسی VHDL (برنامه نویسی توصیف سخت افزاری )قسمتهایی از طرح که به صورت گرافیکی قابل پیاده سازی نیست را طراحی کرده و سپس آن را به طرح اصلی اضافه میکنیم. امادر مورد نرم افزار MAX+PLUS شركت ALTERA نرم افزار جدید خود با نام QUARTUS II را جهت برنامه نویسی سری FPGA های خود ارائه كرد.امكانات این نرم افزار قدرتمند به این شرح است:
1-ایجاد طرح های مورد نظر شما به صورت گرافیكی 2-محیط برنامه نویسی VHDL جهت برنامه نویسی 3-شبیه سازی طرح آماده شده 4-كامپایلر و سنتز برنامه 5-بهینه كردن طرح از نظر تاخیر و فركانس كاری 6-ایجاد فایل مورد نیاز به صورت رشته هایی از صفر و یك برای برنامه ریزی سوئیچ ها و قسمتهای مختلف FPGA مراحل كار در این نرم افزار به این صورت است: ابتدا طرح مورد نظر خودتان را به صورت گرافیكی یا زبان برنامه نویسی VHDL پیاده سازی می كنید.سپس توسط نرم افزار QUARTUS II برنامه شما سنتز و كامپایلر میشود. در مرحله بعد طرح توسط نرم افزار شبیه سازی میشود تا رفع اشكال و بهینه شود. سپس FPGAمورد نظر انتخاب میشود و پایه ها بر روی آن مشخص میشوند و سپس طرح شما از نظر فركانس كاری و میزان تاخیر چك میشود. آخرین مرحله مربوط میشود به ایجاد فایل رشته ای جهت برنامه ریزی بر روی FPGA توسط پروگرامر مخصوص. ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، مقالات، نوشته شده در تاریخ شنبه 14 شهریور 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
از آن جایی که پژوهش گران تلاش می کنند چگالی و کارایی عناصر مدارها را در تراشه های رایانه ای افزایش دهند، یکی از گزینه های جدید پیش روی آن ها، مقاومت حافظه دار یا ممریستور - چهارمین عنصر مداری پسیو - است. وجود این عنصر اولین بار در سال 1971 پیش بینی شد و در سال 2008 برای اولین بار ساخته شد. ممریستورها عناصر دو سری هستند كه مقاومت آنها متناسب با مقدار جریان كل عبوری از آن ها تغییر می كند. برای مطالعه بیشتر به ادامه متن مراجعه فرمایید ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، نوشته شده در تاریخ دوشنبه 29 تیر 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
این ترانزیستورهای جدید بجای بهرهگیری از سیلیکون، با ایندیوم فسفاید (indium phosphide) و ایندیوم گالیوم آرسناید ( indium gallium arsenide) ساخته میشوند. این مواد با هم ترکیب میشوند تا یک ماده سه لایه ایجاد شود که پایه ترانزیستورهای دوقطبی (bipolar) را تشکیل میدهد. هر ترانزیستور از سه قسمت ساخته میشود که عبارتند از امیتر، بیس و کلکتور. تیم طراح میگوید که ساختار کلکتور را با افزودن ایندیوم، کریستاله میکنند تا هتروجانکشن سودومورفیک (pseudomorphic heterojunction) درست شود. این پیوند اجازه میدهد تا الکترونها آزادانه تر بین دو لایه حرکت کنند که در نتیجه این عمل، سرعت بالا حاصل میشود. میلتون فینچ پروفسور مهندسی برق و کامپیوتر هولونیاک در ایلینویز که این مطالب را عنوان نمود اضافه کرد که هنوز چند سالی با ارائه نمونه عملی این ترانزیستورها به بازار فاصله داریم زیرا قیمتی که برای این نمونه تنظیم شده است 100 برابر ترانزیستور ساخته شده از سیلیکون است هرچند که انتظار میرود با تولید انبوه، این هزینه تا 90 درصد کاهش یابد. یکی از نقاط ضعف این مواد جدید آنستکه بشدت نیرو مصرف میکنند که باعث میشود تا نتوان آنها را در میکروپروسسورها کنار هم قرار داد. در سال 1971 میلادی اولین پردازنده شرکت اینتل به نام 4004 تعداد 2300 ترانزیستور داشت و30 سال بعد از آن پردازنده پنتیوم 4 تعداد 42 میلیون ترانزیستور داشت در طی این مدت استراتژی اصلی سازندگان تراشه ها برای ساختن پردازنده های سریعتر کوچکتر کردن ترانزیستورها بوده برای فعال کردن آنها در انجام اعمال تکراری و همچنین فعال کردن مدارهای بسیار پیچیده که درون یک طاس از جنس سیلیکون جاگذاری شده اند به هر حال نظر به اینکه نیم رساناها حتی بیشتر از پیچیده بودن مرحله ی مهمی را در اندازه و حجم و کارایی ترانزیستورها می گذارنند مانند مصرف برق و گرما که دارد پدیدار می شود که به چند عامل محدود می شوند که به سرعت در طراحی و ساخت تراشه ها بستگی دارد.کاربرد طرحهای موجود برای پردازنده های آینده به خاطر تراوش کنونی در ساختمان ترانزیستور غیر قابل انجام است که نتایجی را از قبیل مصرف زیاد برق و تولید زیاد گرما در برداشته است. سریعترین ترانزیستور جهان توسط دكتر " فرشید رییسی " عضو هیات علمی دانشكده مهندسی برق دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی طراحی و ساخته شد.در طراحی این ترانزیستور به جای الكترون از سالیتان (بستههای امواج الكترو مغناطیسی ) كه با سرعت نور حركت میكند،استفاده شده است.رییسی درباره مزیت این طرح گفت:ترانزیستور سالیتانی میتواند صدها برابر سریع تر از ترانزیستورهای معمولی كه از جنس نیمه هادی هستند، عمل كند.وی افزود:این ترانزیستور در ابعاد ۸دهم میلیمتر ساخته شده است و سرعتی حدود ۸گیگاهرتز دارد كه در مقایسه با ترانزیستورهای معمولی (حدود ۲/۵گیگا هرتز) سه برابر بیشتر است و هر چه ابعاد آن كوچكتر باشد،سرعت ترانزیستور افزایش مییابد.وی با اشاره به اینكه قطعات مورد نیاز این ترانزیستور از خارج كشور تهیه میشود،گفت:تولید این ترانزیستور به آزمایشگاههای ساخت قطعات نیمه هادی نیازمند است كه متاسفانه در كشور وجود ندارد.وی افزود:در حالی كه هزینه تهیه یك آزمایشگاه ساخت ترانزیستور سالیتانی نسبت به هزینه آزمایشگاههای ساخت ترانزیستورهای كنونی بسیار كمتراست.دكتر رییسی خاطر نشان كرد:در صورت تجهیز آزمایشگاه قطعات نیمه هادی در كشور ،با تهیه ترانزیستورهای سالیتانی در ابعاد صد نانومتر ،می توان سرعت فركانسی آن را به حدود ۲۰۰تا ۳۰۰گیگاهرتز رساند تا در مواردی نظیر ابررایانهها وفعالیتهای دفاعی كه سرعت ترانزیستور اهمیت دارد به كار رود.وی افزود:ترانزیستور سالیتانی علاوه بر سرعت سه برابر بیشتر نمونه اولیه آن نسبت به سریعترین ترانزیستورهای موجود در بازار،از لحاظ هزینه تولید از ترانزیستورهای نیمه هادی با كاربردی در CPUهابسیار ارزانتر است.مقاله مربوط به طرح ابتكاری دكتر "فرشید رییسی" كه در مجله معتبر بینالمللی Applied Physics Lettersآمریكا ارایه شده،بازتاب وسیعی در نشریات و رسانههای علمی فیزیك جهان داشته است. ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، مقالات، الکترونیک، نوشته شده در تاریخ دوشنبه 31 فروردین 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
دید کلی
ممکن است تصور شود که ساخت مدارهای مجتمع ، شامل تعداد زیادی قطعه بهم متصل شده روی یک بستر Si از جنبه فنی و اقتصادی مخاطره آمیز باشد، در حالی که روشهای نوین امکان انجام اینکار را بصورت مطمئن و نسبتا کم هزینه فراهم ساخته است. در بیشتر مواقع یک مدار کامل روی تراشه Si را میتوان بسیار ارزانتر و مطمئنتر از یک مدار مشابه با استفاده از قطعات مجزا تولید کرد. دلیل اصلی این امر امکان ساخت صدها مدار مشابه بطور همزمان روی پولک Si است که این فرآیند تولید گروهی Batch Fabrication نامیده میشود. این مدارها که بطور کامل روی یک تراشه نیم رسانا قرار میگیرند مدارهای یکپارچه نامیده میشوند. ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، مقالات، برچسب ها: Batch Fabrication، نوشته شده در تاریخ دوشنبه 31 فروردین 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
شرکت اینتل از تازه ترین دستاورد خود در جستجوی بی امان برای ساختن ریزتراشه های کوچکتر و کم مصرف تر پرده برداشته است.شرکت تراشه سازی اینتل اعلام کرده است که در آینده نزدیک تولید انبوه پردازنده های مجهز به ترانزیستورهایی به قطر تنها 45 نانومتر (45 میلیاردم متر) را آغاز خواهد کرد.هر چه مصالح اولیه ساختمانی ریزپردازنده کوچکتر باشد، سرعت و بازدهی آن بیشتر می شود.شرکت کامپیوترسازی آی بی ام نیز گفته است که قصد تولید پردازنده ای با عناصر ریزتر از نسل فعلی را دارد."آی بی ام" که گاه از آن به عنوان "بیگ بلو" نیز یاد می شود و فناوری جدید را با شرکایش توشیبا، سونی و ای ام دی (AMD) توسعه داده، قصد دارد پردازنده های تازه را از سال 2008 در تراشه های خود جای دهد.اما اینتل می گوید تولید تجاری پردازنده های تازه خود را از اواخر امسال در سه کارخانه آغاز خواهد کرد. نشت الکتریکی این تحول بدان معنی است که "قانون" بنیادی مور همچنان اعتبار خود را حفظ می کند.گوردون مور، از بنیانگذاران شرکت اینتل، در سال 1965 پیش بینی کرده بود که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه (با مساحت ثابت) هر دو سال یکبار دو برابر خواهد شد.پردازنده های تازه اینتل که "پنرین" (Penryn) نامگذاری شده است بیش از 400 میلیون ترانزیستور را روی تراشه ای که مساحت آن نصف یک تمبر باشد جای می دهد.پنرین مانند پردازنده های فعلی به صورت دو هسته ای (dual-core) یا چهار هسته ای (quad-core) عرضه خواهد شد که بدان معنی است که روی هر تراشه دو یا چهار پردازنده جداگانه قرار خواهد داشت. اینتل سرعت پردازنده جدید را اعلام نکرده است.تولید تکنولوژی 45-نانومتری از زمان ساخت ترانزیستور 65 نانومتبری هدف تراشه سازان بوده است. فلزات جدید ترانزیستور یک کلید ساده الکترونیکی است. هر تراشه نیازمند تعداد خاصی ترانزیستور است و هرچه تعداد آنها بیشتر باشد، تراشه می تواند محاسبات بیشتری انجام دهد.تراشه سازان برای بیش از 45 سال موفق شده اند با کوچک کردن تدریجی ترانزیستورها و جای دادن تعداد بیشتر و بیشتری از آنها روی هر تراشه، پایاپای قانون مور حرکت کنند.با این حال با گذر از مرز 65 نانومتری، سیلیکونی که برای ساختن عناصر اساسی این کلیدها - موسوم به نارساناهای دروازه ای (gate dialectric) - به کار گرفته می شد دیگر به آن خوبی عمل نمی کنند. در نتیجه جریان الکتریکی گذرنده از ترانزیستور نشت کرده و بازدهی تراشه را کم می کند.برای جلوگیری از این وضع، پژوهشگران مجبور به ساختن ماده تازه ای شده اند که بتواند جریان های الکتریکی در چنین ابعاد کوچکی را مهار کند. دسته تازه ای که جایگزین سیلیکون شده است فلزات high-k نام دارد. 'بزرگترین تغییر' گوردون مور توسعه و گنجاندن این مواد به عنوان عناصر تراشه را "بزرگترین تغییر در فناوری ترانزیستور" از اواخر دهه 1960 توصیف کرده است.نخستین تراشه های حاوی وسایل 45 نانومتری را شرکت اینتل اواخر سال گذشته به نمایش گذاشت، اما آنها هنوز در محصولات تجاری جای داده نشده بودند.دکتر تزشیانگ چن، معاون علوم و تکنولوژی در مرکز تحقیقات آی بی ام گفت: "صنعت تراشه سازی تاکنون با یک مانع عمده برای جلو بردن تکنولوژی امروزی روبرو بود.... اما بعد از حدودا 10 سال تلاش، اکنون راهی به جلو یافته ایم."شیوه دقیق ساخت فلزات high-k توسط اینتل و آی بی ام فاش نشده است اما نکته مهم آنکه هر دو شرکت گفته اند که می توان آن را با کمترین زحمت در فناوری محصولات فعلی جای داد. ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، تازه ها، مقالات، نوشته شده در تاریخ یکشنبه 30 فروردین 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
![]() محققین دانشگاه کمبریج موفق به ساخت نوعی لامپ LED شدند که علارغم سایز کوچک، راندمان کاری آن 12 برابر بیشتر از لامپهای حاوی رشته تنگستین است و 3 برابر بهتر از لامپ های کم مصرف کنونی عمل می کنند. طول عمر کاری این لامپ کوچک LED صد هزار ساعت یعنی معادل با 60 سال تخمین زده شده است. به گفته طراحان, این لامپ قادر است صورت حساب برق مصرفی منزل شما را از روند صعودی، به 5 درصد کاهش دهد. تکنولوژی ساخت این لامپ LED بر پایه گستردن لایه نیترید گالیم بر روی صفحات رسانای سیلیکونی می باشد. جالب است بدانید که استفاده از نیترید گالیم و گستردن آن بر روی صفحات رسانایی از جنس دیگر می توانست قیمت تقریبی این محصول را از 3$ به 28$ افزایش دهد. اما از آنجا که سیلیکون به وفور در طبیعت یافت می شود بهترین نیمه هادی برای ساخت سطح رسانای این طرح انتخاب شد. بنابراین قیمت تمام شده هر کدام از این لامپ ها کمتر از سه دلار خواهد بود. به گفته محققین دانشگاه کمبریج این لامپ مشکل پرش نور در لامپ های فلورسنت را هم ندارد و بنابراین باعث ایجاد سردرد و میگرن نخواهد شد. پس از اتمام مراحل تست آزمایشگاهی, این محصول تا دو سال دیگر در فروشگاهای ادوات الکتریکی به عنوان یک محصول خانگی به فروش خواهد رسید. تصور کنید . سایز چراغ مطالعه میزتان به اندازه این لامپ LED, کوچک شود و یا لوستر های فانتزی با این لامپ عدسی کوچک تزیین شود.همه چیز در حال آب رفتن است! ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، تازه ها، نوشته شده در تاریخ یکشنبه 30 فروردین 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
مشخصات کامل پایه ها در شکل آمده است. این آیسی را می توانید در دو وضعیت مونواستابل وآ استابل مورد استفاده قرار داد.در حالت مونو استابل تولید و شکل پالس قابل کنترل است.که این کنترل عموما از طریق پایه 2 آیسی555 صورت می گیرد.اما در حالت آستابل در صورت داشتن تغذیه مثبت و منفی در پایه های 1و4و8 واتصال خازن و مقاومت درپایه های 2و6و7 به طور خودکار و بدون تحریک پالسهای ثابت وتعیین شده ای را ایجاد می کند.پایه 3 این آیس همواره پایه خروجی است.
این آیسی کاربردهای فراوانی دارد که از آن جمله می توان به تولید پالس، کنترل پهنای پالس، مدارات تایمر و فرستنده و گیرنده وغیره.... اشاره کرد. برای دریافت اطلاعات بیشتر دیتا شیت این آی سی را دانلود کنید.
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/philips/NE_SA_SE555_C_2.pdf ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، نوشته شده در تاریخ پنجشنبه 20 فروردین 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
میكروفونها یا مبدلهای الكتروآكوستیكی، دستگاههایی هستند كه تغییرات انرژی آكوستیكی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند. (ضمناً عكس این مطلب نیز در مورد بلندگوها صادق است). همانطور كه می دانیم انرژی صوتی از نوع انرژی مكانیكی است و با جرم، محیط الاستیك و نیرو سر و كار دارد. بنابراین حفظ و انتقال انرژی صوتی (آكوستیكی) در برد زیاد امكان پذیر نیست. فرض كنید انرژی صدای گفتگوی انسان به میزان انرژی رعد و برق (مثلاً db130) باشد، البته می دانیم كه برد انتقال این انرژی محدود است، در صورتیكه اگر این انرژی (صوتی) به انرژی الكتریكی تبدیل شود هرگونه تغییر و تبدیل روی آن براحتی امكان پذیر می شود. برای مثال، انرژی الكتریكی را می توان بهر میزان تقویت كرد و آنرا به هر نقطه در فواصل خیلی دور ارسال داشت. مثلاً بردن یك نوار ضبط صوت در هر نقطه و یا انتقال صدای گوینده ای كه در جلوی میكروفون در استودیو در یك نقطه از جهان صحبت می كند و این انرژی توسط فرستنده رادیوئی به سایر نقاط با وسعت بسیار پخش می شود. انرژی الكتریكی بوسیله9 بلندگو مجدداً به انرژی اكوستیكی تبدیل می شود. در این مطلب طرز كار این مبدلهای الكتروآكوستیكی را مورد مطالعه قرار می دهیم.
ادامه مطلب طبقه بندی: عناصر و المان ها، نوشته شده در تاریخ سه شنبه 18 فروردین 1388 توسط مهندس بهنام سلیمی
|
||
| تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : بهنام سلیمی | |||