Visa ett inlägg
  #15  
Gammal 2007-03-13, 08:53
Knight Palm
 
Medlem sedan: jan 2005
Inlägg: 2 521
Moores lag & lite OT
Anders Svensson (Anders Svensson) skrev: All utvecklig av halvledarkretsar har hittills byggt på att man kunnat minska storleken med bibehållen prestanda. Här har vi eventuellt en intressant avvikelse från denna princip.
Påståendet stämmer främst när det gäller digitala kretsar, där utvecklingen av de switchande komponenterna och deras förbindningr har kunnat göras mindre och därigenom snabbare, jmf Moores lag.

T.ex. i dagens integrerade kretsar M/S-ASIC, så samsas både analoga och digitala funktioner. Ser man historiskt på utvecklingen, så har ledarbredden för de digitala komponenterna kunnat krympas väsentligt, medan de analoga funktionerna fortfarande kräver i stort sett lika stor area som tidigare. Anledningen är att t.ex. de analoga RF-komponenternas funktion är beroende av vågutbredningen i mediet, vilket fortfarande är kisel.

T.ex. är en kondensators storlek i ett frekvensbetämmande nät på ett chip beroende av arean samt avståndet mellan
dess plattor. En önskad fördröjning hos en ledare kräver fortfarande en viss ledningslängd. Dessa parametrar förändras praktiskt taget inte vid olika process-geometrier och -generationer.

Mycket av dagens strävan i kretskonstruktion går därför ut på att digitalisera de funktioner som tidigare varit analoga, eftersom kiselarean ständigt kan krympas med nyutvecklade processers minskade ledarbredder. För de analoga funktioner som är kvar på chippet, försöker man höja frekvensen vid vilka dessa arbetar, eftersom storleken på de passiva analoga komponenterna minskar med frekvensen.

Beträffande ljus-sensorer, så sker det i dessa en kvantifiering av de infallande fotonerna medelst en analog mätning av den elektronström de genererar.

Alla mätningar är behäftade med en onoggrannhet. T.ex. brus, som kan beskrivas med stokastiska processer (Poisson, Gauss), vilket kan minimeras dels direkt i den analoga världen, samt efter en Analog/Digital-omvandling även minimeras i den digitala världen.

Vi känner till att en stor sensoryta ger fler fotoner, viket bidrar till att minska onoggrannheten vid efterföljande mätning.

Eftersom brus är slumpartat, kan vi förbättra mätningen genom att mäta många gånger och medelvärdesbilda resultaten, för att erhålla ett större signal/brus-förhållande. Frågan är då om vi har tid att tillåta oss att göra flera mätingar utsträckt över tiden?

Alternativt kan vi förbättra signal/brus-förhållandet, genom att låta göra flera mätningar simultant och senare medelvärdesbilda dessa resultat. Det är då viktigt att samtliga dessa parallella mätningar är utförda på ett sådant sätt, så att de inte är inbördes korrelerade, för att medelvärdesbildningen mellan dessa verkligen skall reducera det stokastiska bruset.

Kombinerar man samtidigt åtgärder både på den analoga och den digitala sidan, kan man vinna väsentligt ökade prestanda.

Det finns även i sammanhanget en hel del akronymer över intessanta tekniker såsom correlated double sampling (CDS) för att minska vissa typer av brus fixed pattern noise (FPN).

Den nya Live MOS sensorn (10Mpix) som Panasonic/Olympus kommer att nyttja, drar bara 20% i effekt jämfört med tidigare använda CCD, vilket gör att det termiska bruset minskas. Det ska bli intressant att se om den är bättre än förra årets 7.5Mpix Live MOS sensor. I så fall, har de bl.a. jobbat bra även på de analoga bitarna.