Herstellungsprozess von Mikrocontrollern

Ich möchte wissen, welchen Halbleiterherstellungsprozess die gängigsten PIC- und AVR-Mikrocontroller verwenden, insbesondere 8-Bit-Mikrocontroller.

Offensichtlich sind sie nicht auf dem gleichen Niveau wie moderne CPUs und GPUs (~20 nm), was ist der Abstand zwischen diesen beiden "Kategorien"? Sind Mikrocontroller noch im Mikrometerbereich?

Ist die Frequenzgrenze des Mikrocontrollers (zig MHz) nur auf den schlechtesten Herstellungsprozess zurückzuführen oder sind es andere Faktoren, die ihre maximale Betriebsfrequenz beeinflussen?

Sind es nur die extrem hohen Kosten des besseren Herstellungsprozesses, die den Einsatz in billigen Mikrocontrollern verhindern? Oder gibt es andere Gründe?

Ich bin mir sicher, dass der Stromverbrauch und die Kosten Gründe dafür sind, warum Mikrocontroller langsamer sind.
zeptobars.ru/en?p=8 Scrollen Sie nach unten für einen ATmega und einen ATtiny Die Shot.
Danke für den Link, ist sehr interessant. Die Die Shots von Mikrocontrollern sind nicht so leicht zu finden.

Antworten (2)

Feinere Prozesse erfordern niedrigere Versorgungsspannungen, was tendenziell zu niedrigeren Kern- als E/A-Spannungen führt, und es werden mehrere Pins für die Stromversorgung benötigt. Zum Beispiel maximal 3,3 V am E/A und 1,x V am Kern. Das ist in einem kleinen System unbequem.

Außerdem wird ein Großteil des Chips von den I/O-Bondpads und -Treibern (mit fester Größe) verbraucht, sodass die Verfeinerung des Rests des Chips keine so großen Erträge in Bezug auf die reduzierte Chipfläche bringt.

Die Maskensets sind für die gröberen Prozesse viel billiger (vielleicht Zehntausende von Dollar statt ~ 1 Million Dollar für ein hochmodernes Maskenset), daher ist es praktischer, eine große Auswahl an verschiedenen Produkten zu haben.

PIC-Produkte von Microchip werden tatsächlich in mindestens einer Fabrik (Gresham OR) hergestellt, die zuvor zur Herstellung (damals) hochmoderner Speicherchips (Fujitsu) verwendet wurde.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Hauptmerkmal eines Mikrocontrollers ist, dass er über GPIO verfügt. Diese Pins müssen in der Lage sein, angeschlossene 5-V- oder 3,3-V-Logikchips anzusteuern.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/DS-00169F.pdf Seite 4:

Der Basis-N-Well-CMOS-Prozess wird auf ausgereiften Fertigungslinien freigegeben, die 1,2-, 0,9-, 0,7-, 0,5-, 0,4- und 0,25-Mikron-Technologien unterstützen

Das gilt für den gesamten PIC-Bereich, sodass sich die kleineren PICs wahrscheinlich auf den größeren Prozessknoten befinden.

Die Kosten sind der Hauptfaktor; ebenso der Stromverbrauch (sowohl statisch als auch Leckage) und das damit verbundene thermische Design. Beachten Sie, dass PIC größere und schnellere Mikrocontroller anbietet (Sie können Videos auf einem PIC32 machen), ebenso wie AVR. Es macht auch wenig Sinn, 8-Bit zu bleiben, wenn Sie tatsächlich viel verarbeiten möchten. Sie könnten genauso gut einen größeren Datenbus und eine bequemere Speicherarchitektur als den 8-Bit-PIC bekommen.

Ein kleines Problem ist, dass Sie bei höheren Taktraten nicht in einem einzigen Zyklus aus Flash lesen können, sodass Sie zumindest einen Befehls-Cache benötigen, um die Ausführungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

EMV (Störaussendung) ist auch bei höheren Geschwindigkeiten eher ein Problem.

Beide Antworten sind gut. Ich kann nicht zwei Antworten akzeptieren, also habe ich positiv abgestimmt. Danke für die Daten von Microchip, es ist sehr interessant zu wissen, welchen Herstellungsprozess sie verwenden. Im Wesentlichen ist Microchip also etwa 15 Jahre zurück im Vergleich zum besten Herstellungsverfahren.
Herstellungsprozess von Mikrocontrollern
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v