CC BY
35Компоненты и технологии, № 2'2003
Электронные компоненты Intel
Производство конкурентоспособной аппаратуры невозможно без использования в ней современной многофункциональной элементной базы. В статье приведена информация об элементной базе, производимой фирмой !пГе!.
Компоненты
Анатолий Щукин, Алексей Максимов
aleksey@petrointrade.ru
Ф:
т
ирма Intel уже более трех десятилетий разрабатывает высокоинтеллектуальные электронные компоненты, лежащие в основе компьютерной и интернет-технологий, изменивших облик нашего мира. Фирма Intel была основана в 1968 году для разработки полупроводниковых компонентов памяти. 11 ноября 1971 года Intel вошла в историю, выпустив первый в мире микропроцессор 4004. Процессор 4004 выполнял 60 тысяч операций в секунду — ничто по современным меркам, но тогда это был серьезный прорыв. Вскоре после процессора 4004 фирма Intel представила микропроцессор 8008, который обрабатывал за один цикл 8 бит информации — вдвое больше, чем первая микросхема. Впервые разработчики широкого круга решений получили в свое распоряжение доступные по цене вычислительные ресурсы, и это, в конечном счете, позволило Intel создать в 1981 году процессоры для первого персонального компьютера IBM.
Электронные компоненты
Сегодня Intel с включенной в ее состав фирмой Level One поставляет производителям компьютер-
FW LXT «XXX В С A3 S Е000
Формат поставки Е000 = латок Е001 = лента
| Производство I
I Q = опытный образец I S =серийное | Модификация |
| хп - буквенно-цифровое значение Температура А - 0-50 °С С - 0-70 °С Е = от -40 до +85 °С Тип корпуса Level one |
L = LQFP N = DIP Q = PQFP H = QFP T = TQFP В = BGA С = CBGA E = TBGA К =HSBGA
xxxx - 3-5 цифр код продукта
Рис. 1. Кодирование микросхем фирмы Intel
1_ХТ = устройство физического уровня
1ХЕ - коммутаторы
1ХР = устройство доступа
1ХР - сетевые процессоры
| Тип корпуса по 1п1еГ|
DJ = 1_ОРР РА = ТОРР
FL = РВвА (<1.0 мм шаг)
РМ = РВвА (1.27 мм шаг)
НВ = ОРР с теплоотводящей пастой НО = ОРР с металл, теплоотводом НР = СВвА НЮ = ЭОЮ в = ОРР вс = ТВвА N = Р1_СС
128
ной и телекоммуникационном техники микросхемы различного функционального назначения. Это прежде всего:
• процессоры для персональных компьютеров;
• сетевые процессоры;
• процессоры ввода-вывода;
• контроллеры сети Ethernet;
• мосты PCI-to-PCI;
• микроконтроллеры;
• Flash-память;
• приемопередатчики, повторители и коммутаторы для сети Ethernet;
• приемопередатчики Т1/Е1;
• компоненты xDSL;
• компоненты для волоконно-оптических систем связи.
Фирма Intel известна всему миру как производитель мощных процессоров для персональных ЭВМ.
В настоящее время на рынке электронных компонентов доступны процессоры семейства х86. Это, прежде всего, 16-разрядные процессоры 80С186/188, имеющие тактовую частоту от 12 до 25 МГц; 32-разрядные процессоры 80386 и 80486, имеющие тактовую частоту от 16 до 100 МГц. Процессоры Pentium, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Celeron с тактовой частотой от 0,1 до 2,4 ГГц. Эти процессоры используются не только в переносных и носимых ПК (Pentium 4-М), но и в системах управления телекоммуникационными средствами.
Процессоры Strong ARM (SA-1110, SA-1111) применяются в портативных устройствах, в которых проблема экономии энергии источника питания стоит очень остро. Это 32-разрядные RISC-микропроцессоры, работающие на частотах 133 и 206 МГц с функцией управления энергопотреблением. Так, на частоте 206 МГц потребляемая мощность составляет 400 мВт.
Более высокими параметрами обладают микропроцессоры архитектуры XScale. В них реализована функция динамического управления энергопотреблением. На частоте 200 МГц потребляемая мощность для таких процессоров составляет 80 мВт.
Решая проблему предоставления вычислительных и телекоммуникационных услуг в любой точке мира, фирма Intel в рамках архитектуры Personal Client Architecture (PCA) разработала процессор для следующего поколения сотовых радиотелефонов и карманных ПК. Это процессор PXA250, который потребляет 600 мВт на частоте 400 МГц. В этом процессоре ядро реализовано по технологии XScale на одном кристалле.
-------www.finestreet.ru------------------------
-Q-
Компоненты и технологии, № 2'2003
Фирма Intel известна не только как производитель процессоров для персональных компьютеров, но и как производитель процессоров для сетевого оборудования.
Сетевые процессоры используются в сетевом оборудовании, размещаемом у абонентов, предназначенном для доступа абонентов к сети, устанавливаемом на границах сетей различного назначения и применяемом в магистральных сетях. На базе архитектуры Internet Exchange Architecture (IXA) разработаны сетевые процессоры IXP425, IXP2400, IXP2800. Они являются программируемыми и способны обрабатывать данные на скорости более 10 Гбит/с.
Процессоры ввода-вывода используются в серверах, адаптерах LAN-сетей, устройствах компьютерной телефонии, коммутаторах, маршрутизаторах и других системах ввода-вывода. В настоящее время доступными для потребителей являются процессоры ввода-вывода i960, I0P303, I0P310 (80200, 80312). Пропускная способность процессоров ввода-вывода составляет до 528 Мбит/с.
Ведущие позиции занимает фирма Intel также и в производстве контроллеров сети Ethernet. Контроллеры сети Ethernet осуществляют управление доступом персональных компьютеров к среде распространения электрических или оптических сигналов. Для этого используется алгоритм множественного доступа с контролем несущей и разрешением конфликтных ситуаций. На рынке электронных компонентов доступными являются контроллеры для сети Ethernet со скоростями 1 Гбит/с (8254X, IXF1XXX) и 10/100 Мбит/с (825ХХ, 21143, IXF440).
Мосты PCI-to-PCI расширяют возможности устройств, имеющих шину PCI, по взаимодействию между собой. Они позволяют подключать к системной плате большее количество PCI-устройств, чем может поддерживать одна шина PCI. В настоящее время доступны прозрачные (21152, 21154) и непрозрачные мосты (21554, 21555). Непрозрачные мосты имеют локальный процессор, который повышает гибкость в преобразовании данных и управлении PCI-устройствами. Основными характеристиками мостов являются разрядность шины и ее частота. Эти параметры определяются для первичных и вторичных шин. Обычно они одинаковы и имеют разрядность 32 или 64 бит, а частоту 33 или 66 МГц.
Микроконтроллеры фирмы Intel практически стали базовыми для всех производителей. Так, микроконтроллер 80С51 стал стандартом для всех 8-разрядных, а 80С196 — 16-разрядных микроконтроллеров. В настоящее время на рынке электронных компонентов доступны микроконтроллеры MCS 96, MCS 251, MCS 51. Имея различные характеристики и обладая разными функциональными возможностями, они используются для управления процессами в бытовом и промышленном оборудовании, автомобилестроении, в сетях абонентского доступа (CAN) и других сферах народного хозяйства. Практически все они перепрограммируемые и могут использоваться для различных приложений. Основные их характеристики — это частота и емкость EPROM или
Компоненты
ROM/OTPROM. Так, MCS 96 имеют частоту, изменяющуюся от 14 до 50 МГц, а емкость памяти от 0 до 56 кбайт. MCS 251 — 16, 24 МГц, а EPROM 0, 8, 16 кбайт. MCS 51 — от 12 до 33 МГц, а EPROM от 0 до 32 кбайт.
Лидирующие позиции занимает фирма Intel и в производстве Flash-памяти. Ее микросхемы установлены более чем в 50 процентах сотовых радиотелефонов во всем мире и 90 процентах карманных персональных компьютеров. В настоящее время доступны микросхемы Flash-памяти с рабочими напряжениями 5, 3 и 1,8 В и напряжениями перепрограммирования, соизмеримыми с напряжением питания или 12 В. Напряжение 12 В используется для уменьшения времени перепрограммирования. Объем памяти — от 8 до 256 Мбит. Такая высокая плотность достигнута благодаря использованию технологии StrataFlash, позволяющей хранить в одной ячейке памяти два бита информации. Время доступа — от 120 до 13 нс. Это достигнуто благодаря разделению памяти на сегменты и реализации различных режимов доступа к ней. Деление на сегменты позволяет также одновременно выполнять операции записи и считывания. Считывание информации осуществляется в синхронном и асинхронном пакетном и постраничном режимах. В ближайшее время на рынке электронных компонентов появится память StrataFlash объемом 1 Гбит.
С появлением в составе корпорации Intel фирмы Level One она стала производить не только контроллеры сети Ethernet, но и элементы для ее построения, а также микросхемы для волоконно-оптических сетей, компоненты для высокоскоростных линий Т1/Е1 и цифровых абонентских линий xDSL.
Для построения сети Ethernet производятся:
• приемопередатчики на скорости 10, 100 Мбит/с и 1 Гбит/с. Приемопередатчики Ethernet (LXT90x) работают со скоростью 10 Мбит/с по витой паре. Приемопередатчики быстрого Ethernet (LXT97x) обмениваются информацией со скоростью 100 Мбит/с по нескольким витым парам или волоконно-оптическому кабелю. Приемопередатчики гигабитного Ethernet (LXT1000) функционируют со скоростями 10, 100 Мбит/с и 1 Гбит/с по пяти жилам оптического кабеля и витой паре;
• повторители для Ethernet (LXT91x) и быстрого Ethernet (LXT98x);
• коммутаторы Ethernet, быстрого Ethernet и гигабитного Ethernet (IXE2424, IXE2426, IXE5416, IXE5216).
Микросхемы для волоконно-оптических сетей (SONET/SDH) характеризуются высокой скоростью обработки информации. Так, фирмой производятся приемники и передатчики для волоконно-оптических линий связи, работающих со скоростями 155 Мбит/с (GD1636xx, LXT6155) и 622 Мбит/с (GD1659xx). Мультиплексоры и демультиплексоры, работающие на скоростях 622 Мбит/с (GD1633x), 2,5 Гбит/с (LXT166xx, GD165xx), 10 Гбит/с (LXT167xx) и 12,5 Гбит/с (LXT16759, LXT1676x). Усилители преобразованных оптических сигналов (LXT140xx, LXT1300x и другие) на различных частотах.
Компоненты технологии Т1/Е1 применяются в устройствах, обеспечивающих подключение абонентов к широкополосным сетям через существующую инфраструктуру. Они включают в себя:
• приемопередатчики для коротких линий (LXT30x, LXT33x, LXT35x, LXT38x), работающие по физическим линиям с затуханием до 6 дБ;
• приемопередатчики для длинных линий (LXT31xx, LXT36x), подключаемые к физически линиям с затуханием до 43 дБ;
• формирователи кадров (IXT32xx);
• интерфейс защиты (LXT3008).
Для решения проблемы «последней мили» фирма Intel производит элементную базу для цифровых абонентских линий (xDSL). В настоящее время доступны микросхемы для HDSL (SK7070x), HDSL2 (SK7074x), MDSL (SK7072x). Элементы HDSL используются в модемах, работающих по четырехпроводным физическим линиям протяженностью до 4 км. Отличительной особенностью технологии HDSL2 является то, что модемы, использующие эти микросхемы, соединяются двухпроводной физической линией при той же протяженности линии связи. Микросхемы MDSL — это элементы, используемые в многоскоростных модемах двухпроводных цифровых абонентских линий. Скорость передачи может быть от 272 до 1168 кбит/с, что соответствует от 4 до 18 каналам на 64 кбит/с и одному каналу на 16 кбит/с. Дальность связи зависит от скорости передачи и изменяется от 3,7 до 7,7 км.
Все рассмотренные электронные компоненты являются высокоинтеллектуальными элементами, обеспечивающими возможность разработки многофункциональных устройств различного назначения.
Кодовые обозначения микросхем
Кодирование микросхем, производимых фирмой Intel, осуществляется по определенной методике. Суть ее заключается в следующем:
1. Первые одна или две буквы указывают на тип корпуса и рабочий диапазон температур.
2. Следующие 3-6 буквенно-цифровых знаков указывают на функциональное назначение микросхемы.
3. Затем указываются основные характеристики микросхемы.
Например: TP87C51FA24 — микроконтроллер MCS 51 (87С51) в DIP-корпусе (P), работающий в расширенном диапазоне температур (T), имеющий EPROM объемом 8 кбайт (FA) и функционирующий с частотой 24 МГц.
С появлением в составе Intel фирмы Level One изменилась кодировка микросхем этой фирмы. Она приведена к методике, реализованной в фирме Intel. Пример новой кодировки микросхем показан на рис. 1.
В будущем предполагается публикация статей, посвященных более подробному описанию групп электронных компонентов фирмы Intel.
Более подробную информацию об элементной базе фирмы Intel можно получить на сайтах www.intel.com.
-www.finestreet.ru -
е
129
