ELEMANIA
Microprocessore - Scale di integrazione
Circuiti integrati e scala di integrazione

Un circuito integrato in generale è un circuito elettronico complesso (contenente a volte molte migliaia di componenti singoli, quali transistor, diodi, resistenze etc.) interamente realizzato su un'unica piastrina (chip) di materiale semiconduttore (di solito silicio).

Tutti i componenti usati in elettronica digitale (dalle semplici porte logiche, ai registri, i contatori, le memorie e i microprocessori) sono realizzati per mezzo di circuiti integrati. La figura seguente mette a confronto a sinistra un integrato 7400 contenente 4 porte logiche NAND con una memoria RAM con organizzazione 128k x 8 bit:

  Inova S128K8-85CC

Dal punto di vista della complessità il 7400 è realizzato con poche decine di transistor, mentre la RAM ne richiede alcune migliaia. E' evidente che questa differenza in termini di complessità non si traduce in un aumento delle dimensioni del circuito integrato. Dunque ciò che è aumentato è la capacità di far stare un numero sempre maggiore di transistor dentro un unico circuito integrato, cioè in pratica sono diminuite le dimensioni dei singoli transistor.

Si definisce scala di integrazione (integration scale) la misura di quanti transistor sono realizzati all'interno di un unico chip integrato. In base a tale numero di transistor, si distinguono le seguenti scale di integrazione:

Nome  Numero di transistor Anno Applicazioni
SSI (Small Scale of Integration)  <100 1960  porte logiche
MSI (Medium Scale of Integration) <1000 fine '60  decoder, encoder, multiplexer, etc. 
LSI (Large Scale of Integration) <10.000 1970  primi microprocessori, memorie
VLSI (Very Large Scale of Integration) <100.000  1980   
ULSI (Ultra Large Scale of Integration) >100.000  1990  microprocessori moderni 
 

La tendenza, come si nota nella tabella è quella di un continuo aumento della complessità dei circuiti integrati.

La figura seguente mostra l'incremento negli anni del numero di transistor integrati per diversi modelli di microprocessori (tale incremento segue approssimativamente una legge empirica, detta legge di Moore, secondo la quale le prestazioni dei µP raddoppiano ogni 18 mesi):

 

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