标准单元:观察奔腾处理器中的单个门

主要观点:Intel 于 1993 年发布强大的奔腾处理器,是一系列高性能处理器的开端,曾与“PC”几乎同义且进入流行文化。奔腾处理器由 330 万个晶体管组成,其晶体管在显微镜下可见,采用标准单元设计。文中详细介绍了奔腾处理器的标准单元设计、CMOS 概述、各层电路、基本电路(如反相器、与非门、或非门、锁存器、触发器、BiCMOS 缓冲器等)及相关特性和制造工艺等。

关键信息

  • 1993 年发布奔腾处理器,后续有多种版本。
  • 采用标准单元设计,早期手动布局晶体管,后发展出自动化方法。
  • CMOS 电路使用 NMOS 和 PMOS 晶体管,工作时互补。
  • 奔腾处理器有四层金属布线,连接晶体管等组件。
  • 介绍多种基本电路的结构和工作原理,如反相器、与非门等。
  • 奔腾使用 BiCMOS 技术,曾减少信号延迟,但随着芯片电压下降逐渐被放弃。

重要细节

  • 以流行的 Z80 处理器为例说明手动布局的缺点。
  • 详细展示奔腾处理器标准单元电路的照片,包括各种电路的结构和金属层等。
  • 解释 CMOS 晶体管的结构和工作原理,如 NMOS 晶体管的构造。
  • 说明奔腾处理器各层电路的布局和作用,如四层金属布线的特点。
  • 介绍不同类型的 BiCMOS 标准细胞及其结构。
  • 提及奔腾处理器的多种变体及相关特性,如 Pentium MMX 等。
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