中規模集成電路
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中規模集成電路(Medium scale integration/Medium scale integrated circuit/MSI)
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什麼是中規模集成電路[1]
中規模集成電路是指其集成度為100一l000個/片的集成電路，它主要是邏輯功能部件，例如編碼器、解碼器、數據選擇器/分配器、計數器、寄存器、算術邏輯運算部件、A/D和D/A轉換器等。
①體積縮小。如在通信、測量、控制等設備中用MSI代替SSI，可使整機體積大大縮小。
②功耗低，速度快。由於元器件連線縮短，連線引起的分佈電容及電感的影響減小，因而使整個系統的工作速度提高了。
③提高了可靠性。由於系統的焊接點數，接插件及連線數大為減少，因此系統有較高的可靠性。
④抗干擾能力提高。由於全部電路都封裝在一個殼內，外界干擾相對而言也就不嚴重了。
中規模集成電路的設計方法[2]
在中規模集成電路使用環境中，由於數字系統結構都採用了以功能部件為核心的模塊設計，雖然部件的內部資源並非按SSI設計方式採用最簡結構，但因器件通用化、規格化和積木化，所以對這種環境中數字系統分析是一件比較簡單的事情。
但在中規模集成電路系統中，很多應用場合都將電腦系統或微處理器融入在數字系統中，這時對系統功能部件分析不會是很完善的，這是因為有很多應用對象是通過軟體編程來實現，而硬體結構只實現其中一部分功能。
鑒於上述原因，實際應用時必須通過積累大量工作經驗，以及熟練掌握各種晶元的使用規範、系統上下互連結構關係才能完成一個複雜數字系統分析，這是整體工程系統問題，所以本節內容只限於在中規模集成電路設計方面進行描述。
1．MSI設計思路
中規模集成電路設計思路主要是基於非定製器件模式，由於使用器件不是專門為某種設計任務而製造，所以就需要從成百上千種集成電路中，選出符合設計需求的器件並採用搭積木方式把這些器件互連起來。
在這種設計思路規範下，使用非定製器件設計時，設計者首先要仔細分析設計需求，將設計需求中各個功能部件逐一分離出來，每個功能部件只實現一個特定且獨立功能，然後通過器件生產廠商所提供的產品技術手冊，選出各個功能部件所需要的一些功能器件，並按引腳規定和邏輯功能將所有器件連接起來。
MSI設計過程類似於軟體編程，在軟體系統設計前，先將需要實現的一個大型軟體按照需求確立一個應用語言平臺，然後將各個子模塊劃分出來，每個模塊完成一個獨立的功能，最後利用界面或介面參數實現所有子模塊調用和互連。
2．MSl設計要求
(1)以設計功能為設計背景，合理選用功能部件所需組件；
(2)最大限度發揮選用組件內部資源，組件問互連引線最少為最佳原則；
(3)儘量減少組件使用量和種類；
(4)在一些不能使用MSI地方輔以SSI設計；
(5)設計中不以局部最小化為最佳設計，以系統整體最小化為設計目標。
要實現基於MSI環境下的數字系統設計，設計者必須對各種非定製器件功能進行瞭解。設計前通過器件生產商提供產品手冊，對各種需要組件進行分析和功能比對，同種功能且型號不同組件進行價格比對，分析所選組件最高工作頻率、熱效應、負載能力等是否滿足設計需求。所以完成一個數字系統的最佳設計，設計者必須對各種功能組件內部基本工作原理有著深入瞭解和掌握。
設計中規模集成電路應考慮的問題[3]
①具有通用性——一個功能部件塊可實現多種功能；
②具有自擴展功能——將多個功能部件適當連接後，可擴展成位數更多的複雜部件；
③具有兼容性——便於不同品種、功能電路混合使用；
④封裝電路的功耗小——便於提高集成度和電路的可靠性；⑤向輸入信號索取電流要小——為此，MSI常常採用輸入緩衝級；
⑥充分利用封裝的引線——可增強電路功能及通用性。
中規模集成電路與小規模、大規模和超大規模集成電路[4]
按集成度不同可分為小規模、中規模、大規模和超大規模集成電路。
小規模集成電路是指每片集成度少於100個元器件，又稱為普通集成電路。
中規模集成電路是指每片上集成度在100--1000個元器件的集成電路。
大規模集成電路是指每片上集成度在1000個至數萬個元器件的集成電路。
超大規模集成電路是指每片上集成度達到10萬個元器件以上，目前已達到億級集成度。
