Я не поленился и прочитал эту статью. Она, если честно, вызывает стыд за российскую науку.
Например, на стр. 7 показаны два "возможных подхода", первый из которых не реализуем удобно в разумном количестве транзисторов, а второй не реализуем принципиально - что, впрочем, не помешало автору отчета нарисовать заведомо неработоспособную схему на стр. 18. В целом из отчета у меня сложилось впечатление, что человек совершенно не в теме того, что он исследует. Видны колоссальные пробелы в понимании основ схемотехники, как цифровой, так и аналоговой.
Z-состояние в КМОП неустойчиво и ну может быть драйвером, все нагрузки же ёмкостные. Если вы переведёте выход вашего гипотетического вентиля в high-Z, вход следующего вентиля не подтянется до половины питания, а останется в своем предыдущем состоянии.
Имеется ввиду, что хотя ключ может быть один с одной линией данных, но при установке ячейки, радикально эффективнее устанавливать обе ветви триггера при помощи двух линий данных?
Да, это намного быстрее и энергоэффективнее, потому что надо создать относительно небольшую дифференциальную разницу напряжений, чтобы ячейка перевернулась. То же самое, собственно, касается и скорости чтения.
Минимальный разумный способ сделать положительную обратную связь — два инвертора, то есть четыре транзистора. Дифференциальный ключ доступа радикально эффективнее не дифференциального, и это ещё два транзистора. Итого шесть.
5T и 7T — это, скорее всего, одно и то же (в первом случае люди для красного словца решили не учитывать ключи): ячейка с третьим ключом, на землю, который ослабляет работу обратной связи в момент перезаписи ячейки. Но этот лишний транзистор требует площади и дополнительной линии управления, что чаще всего не является разумным компромиссом.
Вы осознаёте, что 2ИНЕ - это четыре транзистора, а ОУ - несколько десятков?
Никакого нативного двух полярного питания в КМОП нет, там если вам нужен зачем-то средний уровень напряжения, его надо громоздко и энергозатратно делать самостоятельно.
А что тут участвовать? КМОП-технология не позволяет удобно получить среднее из трёх состояний, а значит делать на ней троичную логику нормально невозможно. Нет совместимости с КМОП = нет коммерческих перспектив.
Сделать длинный затвор на маленьких нормах не проблема. С широкими via будет несколько сложнее, но это все тоже вполне решаемые задачи.
Приснопамятный Сэм Зилуф сделал работающие интегральные схемы буквально в одиночку в гараже на оборудовании, купленном на блошках.
Но реально, чем пытаться воспроизвести топологию as is, проще ее отреверсить и сделать такую же функциональность на другом железе (будь то программная модель внутри современного МК или ASIC на нормах 180 или 90 нм).
1) Зачем? Функциональность же не привязана напрямую к длине канала. 2) Да, можно. У меня на столе сейчас лежит чип, произведенный по нормам 90 нм. В нем полно транзисторов с длиной канала 10-20 мкм.
Если вопрос стоит не как "сделать точную физическую копию", а как "сделать блэкбокс, который для пользователя будет выглядеть так же", то все можно сделать. 8048 даже я могу вам сделать, под любой техпроцесс, который хотите, хоть 800 нм, хоть 90, хоть 2. Хотя на 2 нм будут сложности с напряжением питания, так что удобнее всего будет взять что-то типа 350 или 180 нм. Остальное исключительно вопрос цены.
По 17 задаче: выглядит так, что все, кто попробовал - справились. Ответы на вопросы - ниже.
Скрытый текст
"чем отличаются транзисторы с «S» от обычных(?)" - ничем, я просто привык кодировать назначение вспомогательных транзисторов. S - это ключи. "чему равно Vref" - это не важно, оно будет просто параметром в уравнении задержки "Если не брать в расчёт N1-C1 (неизвестно Vref)" - Vref ограничивает напряжение, до которого заряжается С1. Это нужно для того, чтобы прекратить зарядку относительно далеко от порога переключения и не создавать большой сквозной ток на долгое время.
"Меня немного сбило обозначение P и N типов транзисторов и их подписи. В привычном мне варианте стрелки обозначаются наоборот для таких типов N и P." - стрелки ставят в другую сторону, если на символе есть отдельный четвертый вывод. Если вывода три, то стрелка ставится в другую сторону.
С китайским литографом на 28 нм такая история, что он пять лет находится в статусе "через полгода будет готов", так что я не вижу решительно никаких причин считать, что Китай реально близок к тому, чтобы догнать ASML, до того, пока не появятся какие-то конкретные новости без будущего времени в тексте. Сегодняшний уровень суверенной китайской литографии - это проблемные 90 нм.
Пока IBM и Google соревнуются за количество кубитов и пытаются как-то найти способ увеличить их до полезной величины, Microsoft пошли другим путем и пытаются создать топологический квнатовый компьютер. Если у них это получится, они обойдут всех на повороте и унесутся за горизонт. Но пока попытки, мягко говоря, не внушают доверия. Из года в год они публикуют результаты про открытие и изучение этих самых Майорановских фермионов в самых престижных журналах. Из года в год в этих результатах находят ошибки, неверную статистику и прямой подлог и статьи отзываются (таких статей уже набралось не одна и не две, можно вот тут эпичный тред посмотреть). Т.к. это майкрософт, публиковать данные они отказываются (NDA и все такое) и верифицировать никак не получается.
В том, что транзисторы проектируют так, чтобы добиться именно этого эффекта. Транзистор в общем случае - управляемый источник тока, не зависящего от напряжения на коллекторе. Технически это реализовано так, что носители заряда пролетают через тонкую базу, не задерживаясь, как только поле в переходе база-коллектор (определяемое напряжением на коллекторе) достаточно велико. Насколько именно оно велико - в первом приближении не очень важно.
Я классифицирую то, что нужно сделать для прецизионного управления временем зарядки конденсаторов в такой схеме, как "существенное усложнение схемотехники" (которое ещё и потребление сильно увеличит). Сводить тайминги в такой конструкции врагу не пожелаешь.
Искренне надеюсь, что у вас в итоге получится, но к "куда уж проще" ваш подход не имеет никакого отношения, по этим граблям с конденсаторами уже пришлось какое-то количество желающих.
Я не поленился и прочитал эту статью. Она, если честно, вызывает стыд за российскую науку.
Например, на стр. 7 показаны два "возможных подхода", первый из которых не реализуем удобно в разумном количестве транзисторов, а второй не реализуем принципиально - что, впрочем, не помешало автору отчета нарисовать заведомо неработоспособную схему на стр. 18.
В целом из отчета у меня сложилось впечатление, что человек совершенно не в теме того, что он исследует. Видны колоссальные пробелы в понимании основ схемотехники, как цифровой, так и аналоговой.
Z-состояние в КМОП неустойчиво и ну может быть драйвером, все нагрузки же ёмкостные. Если вы переведёте выход вашего гипотетического вентиля в high-Z, вход следующего вентиля не подтянется до половины питания, а останется в своем предыдущем состоянии.
Ваша картинка с тремя ключами не работает. Покажите, чем управляются ключи.
Да такая же в ОУ номенклатура транзисторов. Они на тех же техпроцессах как правило делаются.
Да, это намного быстрее и энергоэффективнее, потому что надо создать относительно небольшую дифференциальную разницу напряжений, чтобы ячейка перевернулась. То же самое, собственно, касается и скорости чтения.
Минимальный разумный способ сделать положительную обратную связь — два инвертора, то есть четыре транзистора. Дифференциальный ключ доступа радикально эффективнее не дифференциального, и это ещё два транзистора. Итого шесть.
5T и 7T — это, скорее всего, одно и то же (в первом случае люди для красного словца решили не учитывать ключи): ячейка с третьим ключом, на землю, который ослабляет работу обратной связи в момент перезаписи ячейки. Но этот лишний транзистор требует площади и дополнительной линии управления, что чаще всего не является разумным компромиссом.
Вы осознаёте, что 2ИНЕ - это четыре транзистора, а ОУ - несколько десятков?
Никакого нативного двух полярного питания в КМОП нет, там если вам нужен зачем-то средний уровень напряжения, его надо громоздко и энергозатратно делать самостоятельно.
А что тут участвовать? КМОП-технология не позволяет удобно получить среднее из трёх состояний, а значит делать на ней троичную логику нормально невозможно. Нет совместимости с КМОП = нет коммерческих перспектив.
Точка.
Сделать длинный затвор на маленьких нормах не проблема. С широкими via будет несколько сложнее, но это все тоже вполне решаемые задачи.
Приснопамятный Сэм Зилуф сделал работающие интегральные схемы буквально в одиночку в гараже на оборудовании, купленном на блошках.
Но реально, чем пытаться воспроизвести топологию as is, проще ее отреверсить и сделать такую же функциональность на другом железе (будь то программная модель внутри современного МК или ASIC на нормах 180 или 90 нм).
1) Зачем? Функциональность же не привязана напрямую к длине канала.
2) Да, можно. У меня на столе сейчас лежит чип, произведенный по нормам 90 нм. В нем полно транзисторов с длиной канала 10-20 мкм.
Если вопрос стоит не как "сделать точную физическую копию", а как "сделать блэкбокс, который для пользователя будет выглядеть так же", то все можно сделать. 8048 даже я могу вам сделать, под любой техпроцесс, который хотите, хоть 800 нм, хоть 90, хоть 2. Хотя на 2 нм будут сложности с напряжением питания, так что удобнее всего будет взять что-то типа 350 или 180 нм. Остальное исключительно вопрос цены.
Вот RTL совместимого ядра (https://github.com/devsaurus/t48), дальше там в плане дизайна задача сложности толкового диплома.
8051 ядра, к слову сказать, до сих пор активно применяются как встроенные контроллеры в самых разных чипах на самых разных проектных нормах.
Ох, эту бы энергию да в мирных целях потратить.
По 17 задаче: выглядит так, что все, кто попробовал - справились.
Ответы на вопросы - ниже.
Скрытый текст
"чем отличаются транзисторы с «S» от обычных(?)" - ничем, я просто привык кодировать назначение вспомогательных транзисторов. S - это ключи.
"чему равно Vref" - это не важно, оно будет просто параметром в уравнении задержки
"Если не брать в расчёт N1-C1 (неизвестно Vref)" - Vref ограничивает напряжение, до которого заряжается С1. Это нужно для того, чтобы прекратить зарядку относительно далеко от порога переключения и не создавать большой сквозной ток на долгое время.
"Меня немного сбило обозначение P и N типов транзисторов и их подписи. В привычном мне варианте стрелки обозначаются наоборот для таких типов N и P." - стрелки ставят в другую сторону, если на символе есть отдельный четвертый вывод. Если вывода три, то стрелка ставится в другую сторону.
А что за "новые реалии"? Они как-то связаны с тем, что сегодня день дурака?
С китайским литографом на 28 нм такая история, что он пять лет находится в статусе "через полгода будет готов", так что я не вижу решительно никаких причин считать, что Китай реально близок к тому, чтобы догнать ASML, до того, пока не появятся какие-то конкретные новости без будущего времени в тексте. Сегодняшний уровень суверенной китайской литографии - это проблемные 90 нм.
Разбор от специалиста выглядит крайне печально.
Лично я выйду из зума через пять минут и из офиса через десять. Если в компании с самого начала не уважают тебя и твое время, такая компания не нужна.
В том, что транзисторы проектируют так, чтобы добиться именно этого эффекта. Транзистор в общем случае - управляемый источник тока, не зависящего от напряжения на коллекторе. Технически это реализовано так, что носители заряда пролетают через тонкую базу, не задерживаясь, как только поле в переходе база-коллектор (определяемое напряжением на коллекторе) достаточно велико. Насколько именно оно велико - в первом приближении не очень важно.
Я классифицирую то, что нужно сделать для прецизионного управления временем зарядки конденсаторов в такой схеме, как "существенное усложнение схемотехники" (которое ещё и потребление сильно увеличит). Сводить тайминги в такой конструкции врагу не пожелаешь.
Искренне надеюсь, что у вас в итоге получится, но к "куда уж проще" ваш подход не имеет никакого отношения, по этим граблям с конденсаторами уже пришлось какое-то количество желающих.
Картинка для 12 вопроса. Количество инверторов (или других задержек) в цепях обратной связи определяет время между фазами.
Копирование началось раньше. В 1981 году оно стало единственным методом.