Обозначение микросхемы на схеме. Обозначение микросхем на электрических схемах: правила и особенности маркировки

alexxlabСхем
Как правильно обозначать микросхемы на принципиальных схемах. Какие существуют условные графические обозначения элементов цифровой техники. Какие правила маркировки выводов микросхем применяются в схемотехнике.

Содержание

Основные правила обозначения микросхем на электрических схемах

При разработке и изготовлении электронных устройств важно правильно обозначать компоненты на принципиальных схемах. Это позволяет однозначно идентифицировать элементы и понимать их функциональное назначение. Рассмотрим основные правила обозначения микросхем и других элементов цифровой техники на электрических схемах:

  • Микросхемы обозначаются прямоугольником, который может содержать основное и дополнительные поля
  • Ширина основного поля — не менее 10 мм, дополнительных — не менее 5 мм
  • Расстояние между выводами — не менее 5 мм
  • Входы изображаются слева, выходы — справа
  • Функциональное назначение указывается в верхней части основного поля
  • Для обозначения функций используются латинские буквы, цифры и специальные символы

Соблюдение этих базовых правил позволяет создавать понятные и информативные электрические схемы.


Условные графические обозначения элементов цифровой техники

Для элементов цифровой техники используются специальные условные графические обозначения (УГО), которые стандартизированы ГОСТом. Основные виды УГО:

  • Логические элементы (И, ИЛИ, НЕ и др.)
  • Триггеры
  • Регистры
  • Счетчики
  • Дешифраторы
  • Мультиплексоры
  • Сумматоры
  • Процессоры
  • Память

Каждый тип элемента имеет свое уникальное УГО, что позволяет быстро идентифицировать его на схеме. При этом сохраняется общий принцип изображения в виде прямоугольника с входами слева и выходами справа.

Маркировка выводов микросхем

Правильная маркировка выводов микросхем играет важную роль для понимания их назначения. Основные правила маркировки:

  • Прямые статические выводы обозначаются линиями без дополнительных символов
  • Инверсные выводы отмечаются кружком
  • Динамические выводы обозначаются косой чертой, стрелкой или треугольником
  • Неинформационные выводы отмечаются крестиком
  • Назначение выводов указывается метками из латинских букв и цифр

Такая система маркировки позволяет однозначно определить функцию каждого вывода микросхемы на принципиальной схеме.


Особенности обозначения сложных микросхем

При обозначении сложных микросхем и микропроцессоров используются дополнительные приемы:

  • Сложные функции показываются сочетанием простых (например, CT2DC — двоичный счетчик с дешифратором)
  • Для микропроцессоров указывается их тип (например, CPU — центральный процессор)
  • Память обозначается как RAM (оперативная) или ROM (постоянная)
  • Для нумерации разрядов к обозначениям добавляются цифры (D0, D1, D2 и т.д.)

Это позволяет отразить всю функциональность сложных микросхем в компактном виде на электрической схеме.

Обозначение статических и динамических выводов

Выводы микросхем могут быть статическими и динамическими. Их различное обозначение на схеме важно для понимания принципа работы:

  • Статические выводы реагируют на уровень сигнала (0 или 1)
  • Динамические выводы реагируют на изменение сигнала (фронт или спад)
  • Прямые статические выводы обозначаются линией
  • Инверсные статические — линией с кружком
  • Прямые динамические — косой чертой или стрелкой
  • Инверсные динамические — косой чертой или стрелкой с кружком

Такое разделение позволяет сразу определить тип реакции вывода на входной сигнал.


Применение международных стандартов обозначений

При работе с зарубежной электроникой важно учитывать международные стандарты обозначений:

  • Российские ГОСТы наиболее близки к европейским стандартам (например, BS3939)
  • Американский стандарт ANSI сильно отличается от российского и европейского
  • При работе с импортными компонентами нужно обращать внимание на систему обозначений
  • Некоторые обозначения являются универсальными (например, & для элемента И)
  • Для сложных микросхем часто используются фирменные обозначения

Знание международных стандартов позволяет правильно читать и составлять схемы с импортными компонентами.

Маркировка специальных выводов микросхем

Некоторые выводы микросхем имеют специальное назначение и маркируются особым образом:

  • Открытый коллектор обозначается ромбиком
  • Открытый эмиттер — кружком с лучами
  • Выводы с высоким импедансом (Z-состояние) — ромбиком с чертой или буквой Z
  • Выводы питания часто не обозначаются на схеме
  • Тактовые входы обозначаются буквой C или символом треугольника

Такая маркировка позволяет определить особенности подключения и функционирования специальных выводов микросхем.


Упрощение обозначений для типовых микросхем

Для часто используемых стандартных микросхем применяются упрощенные обозначения:

  • Логические элементы обозначаются символами (&, 1, =1 и т.д.)
  • Триггеры — прямоугольником с буквой T внутри
  • Счетчики — прямоугольником с буквой CT
  • Регистры — прямоугольником с RG
  • Дешифраторы — DC
  • Мультиплексоры — MUX

Это позволяет сделать схемы более компактными и читаемыми при использовании стандартных компонентов.


Основные обозначения на схемах

Микросхемы и их функционирование

Рассматриваются обозначения цифровых микросхем, их выводов и сигналов на принципиальных схемах, особенности основных серий простейших цифровых микросхем, базовые типы корпусов микросхем, а также принципы двоичного кодирования и принципы работы цифровых устройств.

Основные обозначения на схемах

Для изображения электронных устройств и их узлов применяется три основных типа схем:

  • принципиальная схема;
  • структурная схема;
  • функциональная схема.

Различаются они своим назначением и, самое главное, степенью детализации изображения устройств.

Принципиальная схема — наиболее подробная. Она обязательно показывает все использованные в устройстве элементы и все связи между ними. Если схема строится на основе микросхем, то должны быть показаны номера выводов всех входов и выходов этих микросхем. Принципиальная схема должна позволять полностью воспроизвести устройство. Обозначения принципиальной схемы наиболее жестко стандартизованы, отклонения от стандартов не рекомендуются.

Структурная схема — наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.

Функциональная схема представляет собой гибрид структурной и принципиальной. Некоторые наиболее простые блоки, узлы, части устройства отображаются на ней, как на структурной схеме, а остальные — как на принципиальной схеме. Функциональная схема дает возможность понять всю логику работы устройства, все его отличия от других подобных устройств, но не позволяет без дополнительной самостоятельной работы воспроизвести это устройство.

Что касается обозначений, используемых на функциональных схемах, то в части, показанной как структура, они не стандартизованы, а в части, показанной как принципиальная схема, — стандартизованы.

В технической документации обязательно приводятся структурная или функциональная схема, а также обязательно принципиальная схема. В научных статьях и книгах чаще всего ограничиваются структурной или функциональной схемой, приводя принципиальные схемы только некоторых узлов.

А теперь рассмотрим основные обозначения, используемые на схемах.

Все узлы, блоки, части, элементы, микросхемы показываются в виде прямоугольников с соответствующими надписями. Все связи между ними, все передаваемые сигналы изображаются в виде линий, соединяющих эти прямоугольники. Входы и входы/выходы должны быть расположены на левой стороне прямоугольника, выходы — на правой стороне, хотя это правило часто нарушают, когда необходимо упростить рисунок схемы. Выводы и связи питания, как правило, не прорисовывают, если, конечно, не используются нестандартные включения элементов схемы.

Это самые общие правила, касающиеся любых схем.

Прежде чем перейти к более частным правилам, дадим несколько определений.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логическая единица. То есть нуль — это отсутствие сигнала, единица — сигнал пришел (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Элементы цифрового сигнала

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) — это сигнал, активный уровень которого — логический нуль. То есть единица — это отсутствие сигнала, нуль — сигнал пришел (рис. 2.1).

Активный уровень сигнала — это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

Пассивный уровень сигнала — это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала — это изменение его полярности.

Инверсный выход — это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход — это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала — это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) — это переход сигнала из единицы в нуль.

Передний фронт сигнала — это переход сигнала из пассивного уровня в активный.

Задний фронт сигнала — это переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Тактовый сигнал (или строб) — управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Шина — группа сигналов, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соответствующие всем разрядам какого-то двоичного кода.

Рис. 2.2. Обозначение входов и выходов

Для обозначения полярности сигнала на схемах используется простое правило: если сигнал отрицательный, то перед его названием ставится знак минус, например, -WR или -OE, или же (реже) над названием сигнала ставится черта. Если таких знаков нет, то сигнал считается положительным. Для названий сигналов обычно используются латинские буквы, представляющие собой сокращения английских слов, например, WR — сигнал записи (от «write» — «писать»).

Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 2.2).

Если какая-то микросхема выполняет функцию по фронту входного сигнала, то на месте входа ставится косая черта (под углом 45°), причем наклон вправо или влево определяется тем, положительный или отрицательный фронт используется в данном случае (рис. 2.2).

Тип выхода микросхемы помечается специальным значком: выход 3С — перечеркнутым ромбом, а выход ОК — подчеркнутым ромбом (рис. 2.2). Стандартный выход (2С) никак не помечается.

Наконец, если у микросхемы необходимо показать неинформационные выводы, то есть выводы, не являющиеся ни логическими входами, ни логическими выходами, то такой вывод помечается косым крестом (две перпендикулярные линии под углом 45°). Это могут быть, например, выводы для подключения внешних элементов (резисторов, конденсаторов) или выводы питания (рис. 2.3).


Рис. 2.3. Обозначение неинформационных выводов

В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). На структурных и функциональных схемах шины обозначаются толстыми линиями или двойными стрелками, причем количество сигналов, входящих в шину, указывается рядом с косой чертой, пересекающей шину. На принципиальных схемах шина тоже обозначается толстой линией, а входящие в шину и выходящие из шины сигналы изображаются в виде перпендикулярных к шине тонких линий с указанием их номера или названия (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

Рис. 2.4. Обозначение шин

При изображении микросхем используются сокращенные названия входных и выходных сигналов, отражающие их функцию. Эти названия располагаются на рисунке рядом с соответствующим выводом. Также на изображении микросхем указывается выполняемая ими функция (обычно в центре вверху). Изображение микросхемы иногда делят на три вертикальные поля. Левое поле относится к входным сигналам, правое — к выходным сигналам. В центральном поле помещается название микросхемы и символы ее особенностей. Неинформационные выводы могут указываться как на левом, так и на правом поле; иногда их показывают на верхней или нижней стороне прямоугольника, изображающего микросхему.

В табл. 2.1 приведены некоторые наиболее часто встречающиеся обозначения сигналов и функций микросхем. Микросхема в целом обозначается на схемах буквами DD (от английского «digital» — «цифровой») с соответствующим номером, например, DD1, DD20.1, DD38.2 (после точки указывается номер элемента или узла внутри микросхемы).

Таблица 2.1. Некоторые обозначения сигналов и микросхем
Обозначение Название Назначение
& And Элемент И
=1 Exclusive Or Элемент Исключающее ИЛИ
Or Элемент ИЛИ
А Address Адресные разряды
BF Buffer Буфер
C Clock Тактовый сигнал (строб)
CE Clock Enable Разрешение тактового сигнала
CT Counter Счетчик
CS Chip Select Выбор микросхемы
D Data Разряды данных, данные
DC Decoder Дешифратор
EZ Enable Z-state Разрешение третьего состояния
G Generator Генератор
I Input Вход
I/O Input/Output Вход/Выход
OE Output Enable Разрешение выхода
MS Multiplexer Мультиплексор
Q Quit Выход
R Reset Сброс (установка в нуль)
RG Register Регистр
S Set Установка в единицу
SUM Summator Сумматор
T Trigger Тригер
TC Terminal Count Окончание счета
Z Z-state Третье состояние выхода

Более полная таблица обозначений сигналов и микросхем, используемых в принципиальных схемах, приведена в приложении.


Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 3959; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ТЕХНИКИ…

Привет, Вы узнаете про условные графические обозначения, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое условные графические обозначения, уго , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

Электрические схемы цифровой и аналоговой техники являются основными документами при разработке, изготовлении, наладке и эксплуатации сложных устройств. При выполнении таких схем, наряду с требованиями ГОСТ 2.701-84 и ГОСТ 2.702-75 (см. разд. 1 пособия), следует учитывать ряд специфических требований, установленных ГОСТ 2.708-81. Правила, установленные этими стандартами, предусматривают выполнение документации ручным или автоматизированным способом. Охватить наиболее часто встречаемые условные графические обозначения ( уго ) элементов цифровой и аналоговой техники – основная цель данной статьи

3.1. Элементы цифровой техники

УГО элементов цифровой техники (ЦТ) построены на основе прямоугольника (ГОСТ 2.743-82). В общем виде УГО может содержать основное поле и одно или два дополнительных, расположенных по обе стороны от основного (рис. 3.1). Следовательно, размер УГО зависит:

  • по ширине – от числа полей и меток, расположенных в этих полях;
  • по высоте – от числа выводов, интервалов между ними и числа строк в основном и дополнительных полях.

Ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополнительных – не менее 5 мм, расстояние между выводами – не менее 5 мм, расстояние между выводом и горизонтальной стороной (или границей зоны) УГО – не менее 2,5 мм или кратным ему. Допускается увеличивать ширину полей при нанесении большого числа меток и функций. Выводы можно объединять в группы, которые разделяются интервалом не менее 10 мм или кратным 5 мм.

Рис. 3.1. Рекомендуемые размеры и обозначения элемента ЦТ

Выводы элементов подразделяются на входы, выходы, двунаправленные выводы и неинформационные. Входы изображают слева, а выходы – справа. Допускается поворот УГО на 90° по часовой стрелке (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Расположение выводов и обозначений при повороте элемента ЦТ

Функциональное назначение элемента цифровой техники указывают в верхней части основного поля УГО (рис. 3.1), которое состоит из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр, специальных знаков и символов, вписываемых без пробелов. Обозначение основных функций и их производных сведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Обозначение основных функций ЦТ и их производных

Основная функция
и ее производная

Код

функции

Вычислитель

вычислительное устройство

(центральный процессор)

Процессор

Секция процессора

Память

Оперативное запоминающее устройство

с произвольным доступом

с последовательным доступом

Постоянное запоминающее устройство

с одноразовым и

многоразовым программированием

Управление

Перенос

Прерывание

Передача

Прием

Ввод/вывод последовательный

Ввод/вывод параллельный

Арифметика

Суммирование

Вычитание

Умножение

Деление

Логика

Логическое И

Логическое ИЛИ

Исключающее ИЛИ

Повторитель

Регистр

Регистр со сдвигом слева направо

Регистр со сдвигом справа налево

Регистр с реверсивным сдвигом

Счетчик

двоичный

десятичный

Дешифратор

Шифратор

Преобразователь

Сравнение

Мультиплексор

Демультиплексор

Мультиплексор-селектор

CP

CPU

P

PS

M

RAM

SAM

PROM

RPROM

CO

CR

INR

TF

RC

IOS

IOP

A

SM

SUB

MPL

DIV

L

& или И

³1

=1

1

RG

RG®

RG¬

RG«

CT
CT2

CT10

DC

CD

X/Y

= =

MUX

DMX

MS

Окончание табл. 3.1

Основная функция
и ее производная

Код

функции

Селектор

Генератор

непрерывной последовательности импульсов

одиночного импульса (одновибратор)

синусоидального сигнала

Триггер

двуступенчатый

Шмитта

Формирователь

логического 0

логической 1

Ключ

Модулятор

Демодулятор

Нелогические элементы

Стабилизатор

напряжения

тока

Наборы (сборки):

резисторов

диодов

транзисторов

индикаторов

SL

G

GN

G1

GSIN

T

TT

TH

F

FL0

FL1

SW

MD

DM

*

ST

STU

STI

*R

*D

*T

*H

В некоторых элементах ЦТ допускается двоякое обозначение. Например, в обозначении одновибраторов, кроме буквенно-цифрового кода G1, указанного в табл. 3.1, можно использовать символ в виде прямоугольного импульса положительной полярности (П), в обозначении триггеров – символ, схожий с петлей гистерезиса. Нелогические элементы ЦТ – наборы резисторов, диодные и транзисторные матрицы и т. п. помечают звездочкой (*). При необходимости такое обозначение дополняют технической характеристикой. Резисторная сборка, например, может быть обозначена как *R150-8, т. е. восемь резисторов с сопротивлением по 150 Ом.

Сложные функции элемента ЦТ показывают сочетанием из простых. Например, двоичный счетчик с дешифратором обозначается сочетаниемCT2DC, управление записью (WR) – COWR, дешифратор (DC) прерываний(INR) – DCINR и т . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . д.

В последнее время все чаще приходится сталкиваться с зарубежной цифровой и аналоговой техникой. Нужно отметить, что в УГО ее элементов стандарты ЕСКД наиболее близки стандартам стран ЕЭС, в частности, BS3939 (Великобритания) и сильно отличаются от американского стандартаANSI. Условные обозначения перечисленных функциональных схем см. в подразд. 3.2.

3.2. Маркировка выводов элементов цифровой техники

Выводы элементов ЦТ различают статические и динамические.
В свою очередь каждый из них может быть прямым или инверсным.

  • На прямом статическом выводе (выходе) двоичная переменная равна 1, если сигнал на выводе (входе) в активном состоянии имеет такое же значение.
  • На инверсном статическом выводе (выходе) переменная равна 1, если сигнал на выводе (входе) в активном состоянии имеет уровень 0.
  • На прямом динамическом выводе переменная имеет значение 1, если значение на выводе (входе) меняется с 0 на 1.
  • На инверсном динамическом выводе переменная имеет значение 1, если значение на выводе (входе) меняется с 1 на 0.

Эти положения отражаются в УГО (рис. 3.3). Прямые статические выводы изображаются линиями, соединенными с основным или дополнительными полями, без дополнительных символов (рис. 3.3, а).

Прямые инверсные выводы отмечают кружком в месте присоединения с полями (рис. 3.3, б, в, г, д). Предпочтительными считаются обозначения на рис. 3.3, б, в).

Для обозначения динамических выводов используют такие символы, как косая черта, стрелка и треугольник . На рис. 3.3, е, ж, и показаны обозначения прямых динамических выводов, а на рис. 3.3, к, л, м, н – инверсных динамических выводов. Предпочтительными считаются обозначения, показанные на рис. 3.3, е, ж, к, л.

Неинформационный вывод отмечают крестиком, который наносится в месте его присоединения с полем или вблизи поля (рис. 3.3, п, р, с). Если неинформационные выводы сгруппированы, то символ выносится в зону на линию, общую с основным полем (рис. 3.3, с).

Рис. 3.3. Маркировка выводов элемента ЦТ

Назначение выводов показывают метками в дополнительных полях. Метки представляют собой комбинацию из латинских букв, арабских цифр и специальных знаков. Обозначение основных меток приведено в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Назначение выводов и их кодировка

Назначение вывода

Код

метки

Установка в состояние

n

1

0

исходное состояние (сброс)

Разрешение установки универсального JK-триггера в состояние

1

0

Вход увеличения содержимого элемента на n

Вход уменьшения содержимого элемента на n
Вывод двунаправленный

Адрес

Адресация по координате

X

Y

Больше

Больше или равно

Равенство

Меньше

Меньше или равно

Бит

Байт

Условный бит – «флажок»

Блокировка (запрет)

Буфер

Готовность

Данные

Заем

Запись

Считывание

Запрос

Захват

Исполнение (конец)

Инструкция (команда)

Контроль

Маркер

Начало

Sn

S

R

SR

J

K

+n

-n

« или < >

A

X

Y

>

³

=

<

£

BIT

BY

EL

DE

BF

RA

D

BR

WR

RD

RQ

TR

END

INS

CH

MR

BG

Окончание табл. 3.2

Назначение вывода

Код

метки

Ожидание

Ответ

Перенос

Распространение переноса

Генерация переноса

Переполнение

Повтор

Продолжение

Приоритет

Пуск

Разрешение

Расширение

Регенерация

Синхронизация

Строб, такт

Младший

Средний

Старший

Шина

Инверсия

WI

AN

CR

CRP

CPG

OF

RP

CN

PR

ST

E

EX

REF

SYN

C

LSB

ML

MSB

B

IN

Для обозначения так называемых открытых выводов элементов ЦТ используют специальные символы, такие как ромбик (рис. 3.4, а), кружок с четырьмя лучами (рис. 3.4, б).

Если необходимо уточнить, что данный вывод соединен с коллектором транзистора структуры p–n–p, эмиттером транзистора структуры n–p–n, стоком полевого транзистора с p-каналом или истоком полевого транзистора с n-каналом, то ромбик снабжают черточкой сверху (рис. 3.4, в),
а кружок – уголком с обращенным к нему «раскрывом» (рис. 3.4, г).

В случае, если перечисленные электроды принадлежат транзисторам противоположной структуры или полевым транзисторам с каналами противоположного типа, то черточка у ромбика помещается снизу
(рис. 3.4, д), а вершину уголка направляют в сторону кружка (рис. 3.4, е).

Выводы, имеющие состояние высокого импеданса (Z-состояние), обозначают ромбиком с черточкой внутри (рис. 3.4, ж) или латинской буквой Z(рис. 3.4, и).

Метки сложных функций выводов составляют из простых. Например, чтобы указать разрешение (Е) записи (WR), используют сочетание EWR, а разрешение считывания – чтения (RD) – ERD и т. п. В качестве меток выводов допускается использование обозначений функций и их производных из табл. 3.1.

Рис. 3.4. Маркировка выводов элемента ЦТ с уточнением структуры прибора

Для нумерации разрядов в группах выводов к обозначениям метки добавляются цифры, соответствующие их номерам. Например, информационный вывод нулевого разряда обозначают D0, первого – D1, а второго – D2 и т. д. Допускается обозначение нулевого разряда как D1, первого – D2 и т. д.

Для уменьшения числа знаков в метке допускается вместо весового коэффициента указывать степень его основания. Например, информационный вход с весовым коэффициентом 256 (28) можно обозначить D8 или 8, где стрелка поясняет, что число означает степень.

Если выводы равнозначны и их функции однозначно определяются функцией элемента, то УГО не содержит дополнительных полей. В этом случае расстояния между выводами равны, а сторона УГО, к которой примыкают выводы, делится также на равные части. Например, двухвходовый элемент 2И-НЕ поделит сторону УГО на три равные части (рис. 3.5, а). Метка логики выводов располагается в УГО напротив первого входа сверху. Допускается объединение равнозначных логических выводов в группу с присвоением метки в дополнительном поле. Так, например, метка «&» означает, что все пять выводов элемента объединены логической функцией И, а буква R показывает что каждый вывод (рис. 3.5, б) служит для установки логического элемента в состояние 0. Другие метки и буквы выбираются по назначению (табл. 3.2). Допускается объединение меток выводов элемента в группу, если выполняется однозначная функция (рис. 3.5, в, г).

Двунаправленные выводы обозначают меткой в виде двунаправленной стрелки или двух знаков “< >“. Принято располагать подобные метки над меткой входной функции и под меткой выходной функции, как показано на рис. 3.6, в обозначении входной функции XA и выходной функции YА.

Рис. 3.5. Обозначение выводов с применением меток

Рис. 3.6. Обозначение двунаправленных выводов

Если вывод имеет несколько функциональных назначений и/или взаимосвязей, то их также объединяют в группу, записывая метки одну под другой (рис. 3.7, а). При уточнении выполнения той или иной функции и/или взаимосвязи применяют условные обозначения, показанные на рис. 3.7, б. В данном примере, при сигнале, равном логической 1, выполняется функция Х1, при логическом 0 – функция Х2, при переходе сигнала с уровня 0 до 1 выполняется функция Х3, а наоборот, – функция Х4.

Рис. 3.7. Обозначение выводов, имеющих несколько логических функций

Для выводов, которые не несут логическую информацию (к ним относят выводы питания, электродов полупроводниковых приборов, выводы для подключения резисторов, конденсаторов, кварцевых резонаторов в частотно-задающих цепях), применяют метки буквенно-цифрового кода. Например, на рис. 3.8, а показан фрагмент УГО микросхемы, в которой в одном поле указаны выводы источников двуполярного питания, в другом поле – вывод Kколлектора транзистора типа p–n–p и вывод E эмиттера транзистора типа n–p–n. В третьем поле собраны выводы для подключения резистора, конденсатора, катушки индуктивности и кварцевого резонатора.

Рис. 3.8. Обозначение выводов, не имеющих логических функций

В данном учебном пособии не приводятся типовые УГО элементов цифровых схем, основанных на логике И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И/ИЛИ-НЕ, триггерныеустройства, счетчики, регистры, дешифраторы и шифраторы, мультиплексоры и т. д. Их можно найти в справочниках по цифровым интегральным микросхемам .

Остановимся на некоторых приемах, используемых при вычерчивании схем цифровых устройств.

Например, рис. 3.9 поясняет, что если устройство содержит несколько одинаковых элементов с числом выводов одного и того же функционального значения, то допускается один из этих элементов начертить полностью, а другие – упрощенно.

Рис. 3.9. Упрощение при повторении одинаковых элементов

Поскольку цифровые интегральные микросхемы могут содержать по несколько одинаковых логических или иных элементов в одном корпусе, то допускается изображать их схемы как совмещенным, так и разнесенным способом (рис. 3.10).

Рис. 3.10. УГО одинаковых элементов ИМС

Одинаковые элементы, образующие столбец или строку, допускается разделять линиями электрической связи (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Разделение элементов линиями электрической связи

В этом случае контурные линии УГО вычерчивают не полностью, а с разрывом не менее 1 мм до линии электрической связи.

3.3. Элементы аналоговой техники

К элементам аналоговой техники относятся различные усилители
(в том числе суммирующие, дифференцирующие, интегрирующие и др.), функциональные, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП), электронные ключи, коммутаторы и т. д. Чаще всего эти устройства выпускаются в виде интегральных схем, поэтому в позиционных обозначениях на схеме применяют код DA.

УГО элементов аналоговой техники устанавливают ГОСТ 2.743-82 и ГОСТ 2.759-82.

УГО изделий этой группы построены аналогично символам элементов цифровой техники. Это значит, что кроме основного поля, они могут содержать дополнительные поля, и их количество и размеры определяются числом выводов, числом знаков в метках, обозначениями функций и т. д.

Входы элементов аналоговой техники располагают слева, а выходы – справа на УГО. Допускается поворот изображения на 90° по часовой стрелке. В этом случае вход элемента будет располагаться внизу, а выход – вверху. Инверсный вход в отличие от прямого обозначается кружком в месте присоединения к контуру УГО элемента (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Рекомендуемые размеры и обозначения элемента аналоговой техники

Внешне УГО аналоговой техники почти не отличается от цифровой (сравни рис. 3.1 и 3.12). Различие состоит в функциональном обозначении элементов. Обозначения наиболее часто встречающихся функций в аналоговой технике показаны в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Обозначение функций в аналоговой технике

Наименование функции

Код

Детектирование

DK

Деление

X:Y или x:y

Деление частоты

:FR или :fr

Дифференцирование

D/DT или :d/dt

Интегрирование

INT или :ò

Логарифмирование

LOG или :log

Замыкание

SWM

Размыкание

SWB

Переключение

SWT

Преобразование

X/Y или x/y

Преобразование аналого-цифровое

Ù / #

Преобразование цифро-аналоговое

# / Ù

Сравнение

= =

Суммирование

SM или S

Тригонометрические функции: синус

косинус

тангенс

котангенс

SIN или sin

COS или cos

TG или tg

CT или ct

Умножение

XY или xy

Усиление

> или

Символы сложных функций, как и в цифровой технике, составляют из простых. Допускается использовать в случае необходимости обозначения, установленные для цифровой техники (табл. 3.1 и 3.2).

Назначение выводов указывают метками, которые располагают в дополнительных полях. Обозначения основных меток приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Обозначение меток в аналоговой технике

Метка вывода

Код

Балансировка (коррекция 0)

NC

Коррекция частотная

FC

Начальное значение интегрирования

1

Общий вывод

0V

Поддержание текущего значения сигнала

H

Питание:

от источника напряжения

(общее обозначение)

от источника напряжения

(например, +15 V)

U

+ 15 V

Пуск

ST

Строб, такт

C

Установка начального значения

S

Установка в состояние 0

R

Рис. 3.13. УГО операционного усилителя

УГО операционного усилителя изображено на рис. 3.13. У него один выход (правый верхний по рисунку) и два входа: прямой (неинвертирующий), так как фаза выходного сигнала совпадает с фазой сигнала, поданной на вход) и инверсный (инвертирующий) – фаза выходного сигнала сдвинута на 180° относительно сигнала, поступившего на вход. Выводы с метками «+15V» и « –15V» предназначены для подключения двуполярного источника питания ±15V. Выводы с метками FC предназначены для подключения внешней цепи, корректирующей АЧХ операционного усилителя. Заметим, что некоторые виды операционных усилителей имеют внутренние цепи коррекции АЧХ. К выводам NC (коррекция нуля) подключаются элементы установки нулевого напряжения на выходе при отсутствии сигнала на входах. Если операционный усилитель изготовлен в металлическом корпусе и имеет вывод, то последний обозначается в виде перевернутой буквы Т. Этот вывод нельзя путать с выводом общего провода двуполярного питания, которому присваивается метка 0V.

Примеры УГО элементов аналоговой техники сведены в табл. 3.5.

Таблица 3.5 Примеры УГО элементов аналоговой техники по ГОСТ 2.759-82

Наименование и выполняемая
функция

УГО элемента

Усилитель инвертирующий (инвентор) с коэффициентом усиления 1

u = – 1a

Усилитель суммирующий

u = –50(0,1 + 0,2b + 0,4c + 0,8d)

Усилитель интегрирующий

Если f = 1; g = 0; h = 0, то

Усилитель дифференцирующий

Окончание табл. 3.5

Наименование и выполняемая
функция

УГО элемента

Перемножитель

с коэффициентом передачи

u = – Kab

Делитель

Усилитель логарифмирующий

u = log(a – 2b)

Преобразователь сигналов , общееобозначение

Преобразователь полярных координат в прямоугольные

u1 = a cos b

u2 = a sin b

Вопросы для самопроверки

  • 1. На какие поля делится УГО элемента цифровой техники?
  • 2. От каких параметров зависят размеры элемента УГО?
  • 3. Как маркируется инверсный вывод элемента цифровой техники?
  • 4. Какое буквенное обозначение УГО элемента цифровой техники?
  • 5. Каким символом обозначают двунаправленный вывод элемента УГО цифровой техники?
  • 6. Назовите упрощения УГО при повторении одинаковых элементов.
  • 7. Назовите буквенный код УГО элемента аналоговой техники.
  • 8. В чем различие УГО элементов аналоговой и цифровой техники?

См. также

  • условные графические обозначения , элементов электрических схем , уго ,

К сожалению, в одной статье не просто дать все знания про условные графические обозначения. Но я — старался. Если ты проявишь интерес к раскрытию подробностей,я обязательно напишу продолжение! Надеюсь, что теперь ты понял что такое условные графические обозначения, уго и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.

ГОСТ 21.404-85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах

Любые цифровые микросхемы строятся на основе простейших логических элементов.
Это инвертор, логический сумматор “ИЛИ” и логический умножитель “И”

Простейшим логическим элементом является инвертор, который просто изменяет входной сигнал на прямо противоположное значение. Его логическая функция записывается в следующем виде:

где черта над входным значением и обозначает изменение его на противоположное. То же самое действие можно записать при помощи таблицы истинности, приведённой в таблице 1. Так как вход у инвертора только один, то его таблица истинности состоит всего из двух строк.

В качестве логического инвертора можно использовать простейший усилитель с транзистором, включенном по схеме с общим эмиттером (или истоком для полевого транзистора). Принципиальная схема логического элемента инвертора, выполненная на биполярном n-p-n транзисторе, приведена на рисунке 1.

Микросхемы логических инверторов могут обладать различным временем распространения сигнала и могут работать на различные виды нагрузки. Они могут быть выполнены на одном или на нескольких транзисторах. Наиболее распространены логические элементы, выполненные по ТТЛ, ЭСЛ и КМОП технологиям. Но независимо от схемы логического элемента и её параметров все они осуществляют одну и ту же функцию.

Для того, чтобы особенности включения транзисторов не затеняли выполняемую функцию, были введены специальные обозначения для логических элементов — условно-графические обозначения. Условно-графическое обозначение инвертора приведено на рисунке 2.

Инверторы присутствуют практически во всех сериях цифровых микросхем. В отечественных микросхемах инверторы обозначаются буквами ЛН. Например, в микросхеме 1533ЛН1 содержится 6 инверторов. Иностранные микросхемы для обозначения типа микросхемы используется цифровое обозначение. В качестве примера микросхемы, содержащей инверторы, можно назвать 74ALS04. В названии микросхемы отражается, что она совместима с ТТЛ микросхемами (74), произведена по улучшеной малопотребляющей шоттки технологии (ALS), содержит инверторы (04).

В настоящее время чаще применяются микросхемы поверхностного монтажа (SMD микросхемы), в которых содержится по одному логическому элементу, в частности инвертору. В качестве примера можно назвать микросхему SN74LVC1G04. Микросхема произведена фирмой Texas Instruments (SN), совместима с ТТЛ микросхемами (74) произведена по низковольтовой КМОП технологии (LVC), содержит только один логический элемент (1G), им является инвертор (04).

Для исследования инвертирующего логического элемента можно использовать широкодоступные радиоэлектронные элементы. Так, в качестве генератора входных сигналов можно использовать обычные переключатели или тумблеры. Для исследования таблицы истинности можно даже применить обычный провод, который будем поочередно подключать к источнику питания и ли общему проводу. В качестве логического пробника может быть использована низковольтовая лампочка или светодиод, соединенный последовательно с токоограничивающим резистором. Принципиальная схема исследования логического элемента инвертора, реализованная с помощью этих простейших радиоэлектронных элементов, приведена на рисунке 3.

Схема исследования цифрового логического элемента, приведенная на рисунке 3, позволяет наглядно получить данные для таблицы истинности. Подобное исследование проводится в лабораторной работе 1 Исследование цифровых устройств на основе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) в среде Quartus II. Более полные характеристики цифрового логического элемента инвертора, такие как время задержки входного сигнала, скорость нарастания и спадания фронтов сигнала на выходе, можно получить при помощи импульсного генератора и осциллографа (желательно двухканального осциллографа).

Условные графические обозначения

Приводы и исполнительные механизмы имеют условные графические обозначения.

В схемах различных устройств применяют обозначения символами отдельных частей. Ими могут являться группы элементов, частотные преобразователи, двигатели и другие. А также могут быть воспроизводящие устройства, источники питания.

Функциональные элементы изображают разными фигурами. Чтобы было более понятно внутри обозначений размещены знаки, определяющие мнемоничность режима.

Многие символы изображены квадратами.

Введение

Но начнем немного издалека…
Каждый молодой специалист, который приходит в проектирование, начинает либо со складывания чертежей, либо с чтения нормативной документации, либо нарисуй «вот это» по такому примеру. Вообще, нормативная литература изучается по ходу работы, проектирования.

Невозможно прочитать всю нормативную литературу, относящуюся к твоей специальности или, даже, более узкой специализации. Тем более, что ГОСТ, СНиП и другие нормативы периодически обновляются. И каждому проектировщику приходится отслеживать изменения и новые требования нормативных документов, изменения в линейках производителей электрооборудования, постоянно поддерживать свою квалификацию на должном уровне.

Помните, как Льюиса Кэролла в «Алисе в Стране Чудес»?

«Нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!»

Это я не к тому, чтобы поплакаться «как тяжела жизнь проектировщика» или похвастаться «смотрите, какая у нас интересная работа». Речь сейчас не об этом. Учитывая такие обстоятельства, проектировщики перенимают практический опыт от более опытных коллег, многие вещи просто знают как делать правильно, но не знают почему. Работают по принципу «Здесь так заведено».

Порой, это достаточно элементарные вещи. Знаешь, как сделать правильно, но, если спросят «Почему так?», ответить сразу не сможешь, сославшись хотя бы на название нормативного документа.

В этой статье я решил структурировать информацию, касающуюся условных обозначений, разложить всё по полочкам, собрать всё в одном месте.

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1.1. Графические обозначения

1.1.1. Графические обозначения приборов, средств автоматизации и линий связи должны соответствовать приведенным в табл. 1.

Таблица 1

1.1.2. Отборное устройство для всех постоянно подключенных приборов изображают сплошной тонкой линией, соединяющей технологический трубопровод или аппарат с прибором (черт. 1). При необходимости указания конкретного места расположения отборного устройства (внутри контура технологического аппарата) его обозначают кружком диаметром 2 мм (черт. 2).

1.2. Буквенные обозначения

1.2.1. Основные буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов должны соответствовать приведенным в табл. 2.

Таблица 2

Измеряемая величинаФункциональный признак прибора
ОбозначениеОсновное обозначение измеряемой величиныДополнительное
обозначение,
уточняющее
измеряемую
величину		Отображение
информации		Формирование выходного сигналаДополнительное
значение
А+–Сигнализация––
В+––––
С+Автоматическое
регулирование,
управление
DПлотностьРазность, перепад–––
EЭлектрическая величина (см. п. 2.13)–+––
FРасходСоотношение, доля, дробь–––
GРазмер,
положение,
перемещение		+
HРучное
воздействие		Верхний предел
измеряемой
величины
I+–Показание––
J+Автоматическое
переключение,
обегание
КВремя, временная программа––+–
LУровеньНижний предел
измеряемой
величины
MВлажность––––
N+––––
O+––––
PДавление, вакуум––––
QВеличина, характеризующая качество: состав, концентрация и т. п. (см. п. 2.13)Интегрирование, суммирование по времени+
RРадиоактивность (см. п. 2.13)–Регистрация––
SСкорость, частотаВключение,
отключение,
переключение,
блокировка
TТемпература––+–
UНесколько разнородных измеряемых величин
VВязкость–+––
WМасса––––
XНерекомендуемая резервная буква––––
Y+––+–
Z+––+–

Примечание. Буквенные обозначения, отмеченные знаком «+», являются резервными, знаком «-» – не используются.

1.2.2. Дополнительные буквенные обозначения, применяемые для указания дополнительных функциональных признаков приборов, преобразователей сигналов и вычислительных устройств, приведены в приложении 1.

1.3. Размеры условных обозначений

1.3.1. Размеры условных графических обозначений приборов и средств автоматизации в схемах приведены в табл. 3.

1.3.2. Условные графические обозначения на схемах выполняют сплошной толстой основной линией, а горизонтальную разделительную черту внутри графического обозначения и линии связи – сплошной тонкой линией по ГОСТ 2.303.

1.3.3. Шрифт буквенных обозначений принимают по ГОСТ 2.304 равным 2,5 мм.

Таблица 3

С чего начать чтение схем?

Для того, чтобы научиться читать схемы, первым делом, мы должны изучить как выглядит тот или иной радиоэлемент в схеме. В принципе ничего сложного в этом нет. Вся соль в том, что если в русской азбуке 33 буквы, то для того, чтобы выучить обозначения радиоэлементов, придется неплохо постараться.  

До сих пор весь мир не может договориться, как обозначать тот или иной радиоэлемент либо устройство. Поэтому, имейте это ввиду, когда будете собирать буржуйские схемы. В нашей статье мы будем рассматривать наш российский ГОСТ-вариант обозначения радиоэлементов

Принцип работы инвертора напряжения

Представим, что у нас имеется источник электрической энергии постоянного тока такой, как аккумулятор или гальванический элемент и потребитель (нагрузка), который работает только от переменного напряжения. Как преобразовать один вид энергии в другой? Решение было найдено довольно просто. Достаточно подключить аккумулятор к потребителю сначала одной полярностью, а затем через короткий промежуток отключить аккумулятор, а потом снова подключить, но уже обратной полярностью. И такие переключения повторять все время через равные промежутки времени. Если выполнять таких переключений 50 раз за секунду, то на потребитель будет подаваться переменное напряжение частотой 50 Гц. Роль переключателей чаще всего выполняют транзисторы или тиристоры, работающие в ключевом режиме.

На схеме, приведенной ниже, изображен источника питания Uип с клеммами 1-2 и потребитель RнLн, обладающий активно-индуктивным характером, с клеммами 3-4. В один момент времени потребитель клеммами 3-4 подключается к клеммам 1-2 Uип, при этом I от Uип протекает в направлении LнRн, а в следующий момент клеммы 3-4 изменяют свое положение и I протекает в противоположном направлении относительно потребителя электрической энергии.

Виды и типы электрических схем

Прежде, чем говорить об условных обозначения на схемах, нужно разобраться, какие виды и типы схем бывают. С 01.07.2009 на территории РФ введен в действие ГОСТ 2.701-2008 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».
В соответствии с этим ГОСТ, схемы разделяются на 10 видов:

  1. Схема электрическая
  2. Схема гидравлическая
  3. Схема пневматическая
  4. Схема газовая
  5. Схема кинематическая
  6. Схема вакуумная
  7. Схема оптическая
  8. Схема энергетическая
  9. Схема деления
  10. Схема комбинированная

Виды схем подразделяются на восемь типов:

  1. Схема структурная
  2. Схема функциональная
  3. Схема принципиальная (полная)
  4. Схема соединений (монтажная)
  5. Схема подключения
  6. Схема общая
  7. Схема расположения
  8. Схема объединенная

Меня, как электрика, интересуют схемы вида «Схема электрическая». Вообще, описание и требования к схемам приведены в ГОСТ 2.701-2008 на примере электрических схем, но с 01 января 2012 действует ГОСТ 2.702-2011 «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем». Большей частью текст этого ГОСТ дублирует текст ГОСТ 2.701-2008, ссылается на него и другие ГОСТ.

ГОСТ 2.702-2011 подробно описывает требования к каждому виду электрической схемы. При выполнении электрических схем следует руководствоваться именно этим ГОСТ.

ГОСТ 2.702-2011 дает следующее определение понятия электрической схемы: «Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи». Далее ГОСТ ссылается на документы, регламентирующие правила выполнения условных графических изображения, буквенных обозначений и обозначений проводов и контактных соединений электрических элементов. Рассмотрим каждый отдельно.

Искусство создания схем

Правильно составленных схем осталось совсем немного. Хорошую схему составлять трудно, долго. При создании схемы нельзя забывать, что схема необходима для человека, а не для простого описания какого-либо прибора, выходного двигателя. Многие схемы, созданные по ЕСКД, составлены неграмотно инженерами. Чтобы составить нормальную схему, необходимо изучить искусство для их составления. Когда схема создана на профессиональном уровне, то становится легко работать с ней и с устройством. Рекомендуется перерисовывать схему оборудования, с которым вы работаете или обслуживаете часто.

Главные принципы создания схем

  • Схема создается для человека, обслуживающего устройство, а не для машины.
  • Схема должна читаться и быть подробной, между ними должен быть баланс.
  • Выделяют графическими способами важность необходимых участков и обратная суть устройства.
  • При взгляде должно быть понятно, куда идет путь основных режимов и функций.

Графические обозначения в электрических схемах

В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:

  • ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
  • ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
  • ГОСТ 2. 755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».

Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.

Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.

Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).

Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:

с использованием девяти функциональных признаков:

Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:

​

НаименованиеИзображение
Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки (рубильник)
Контакт контактора
Тепловое реле
УЗО
Дифференциальный автомат
Предохранитель
Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле)
Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем)
Трансформатор тока
Трансформатор напряжения
Счетчик электрической энергии
Частотный преобразователь
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления автоматически
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки
Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс)
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате
Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании 
 Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате 
 Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате
Катушка контактора, общее обозначение катушки реле
Катушка импульсного реле
Катушка фотореле
Катушка реле времени
Мотор-привод
Лампа осветительная, световая индикация (лампочка)
Нагревательный элемент
Разъемное соединение (розетка):
гнездо
штырь
Разрядник
Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор
Разборное соединение (клемма)
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Частотометр

Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2. 721-74.

Линии соединения

Каждый проводник имеет наименование. Если у проводов одно название, то их считают за один провод.

Графическое обозначение электроэнергетических объектов на схемах

Наименование
объекта

Обозначение объекта

существующего

проектируемого

намечаемого

Электростанция. Общее обозначение

Электростанция тепловая ТЭС. Общее обозначение, ГРЭС

Электростанция тепловая с выдачей тепловой энергии потребителю ТЭЦ

Электростанция гидравлическая. Общее обозначение

Электростанция атомная

Подстанция. Общее обозначение

Подстанция переменного тока 35 кВ

Подстанция переменного тока 110 кВ

Подстанция переменного тока 220 кВ

Подстанции переменного тока 500 кВ

Подстанции тяговые переменного тока

Подстанция тяговая постоянного тока

Линия электропередач. Общее обозначение

Линия электропередачи до 1 кВ

Линия электропередач свыше 1 кВ

Кабельная линия

Воздушная линия

Линия электропередач постоянного тока

± 110

±110

±110

Микросхемы.

Назначение, классификация, обозначение и маркировка цифровых интегрированных схем.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 9Следующая ⇒

22. Шифратор. Назначение, схема построения на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Шифратор — это узел, преобразующий унитарный код на входе в некоторый позиционный код на выходе. Если выходной код является двоичным, то шифратор называется двоичным.

Рассмотрим принцип построения 8-входового двоичного шифратора. Закон функционирования такого шифратора можно задать таблицей истинности (таб.3.2)

 


Назначение такого шифратора — преобразовать входной код, изображающий десятичную цифру 0,1,2,…,7 логической «1» на соответствующем входе, в двоичный код. Переключательные функции, описывающие работу дешифратора, имеют вид:


На рис.38 приведена схема шифратора на восемь входов и его условное обозначение.

                                          Рис.38.Схема шифратора (а) и его УГО (б)

 

С помощью шифратора возможно преобразование цифр десятичных чисел в двоичное представление с использованием любого другого двоично-десятичного кода.

23. Дешифратор. Назначение, схема построения на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Дешифратор.

Дешифратор — комбинационная схема, содержащая п входов и 2П выходов и преобразующая n-разрядное двоичное число в соответствующий управляющий сигнал, который возникает только на одном из его выходов. Дешифратор представляет собой совокупность схем совпадений, формирующих управляющий сигнал на одном из выходов, в то время как на остальных выходах сигналы отсутствуют. Выходы дешифратора имеют нумерацию, совпадающую с десятичным представлением двоичного числа.

Число элементов одноступенчатого дешифратора определяется числом выходов.

По способу организации дешифрации слова дешифраторы подразделяются на:

1. Одноступенчатые (линейные).

2. Многоступенчатые (прямоугольные, пирамидальные).

Дешифратор, имеющий для n-разрядного числа 2П выходных шин, называется полным дешифратором.

Дешифраторы используются для преобразования двоичных кодов в управляющие сигналы для различных устройств ЭВМ.

Матричные или линейные дешифраторы.

Линейный дешифратор является одноступенчатым, т.к. при его построении используют конъюнкторы, число входов которых равно разрядности входного слова.

Прямые и инверсные значения переменных обычно поступают на входы дешифратора с прямых и инверсных выходов триггеров, регистра, на котором записывается входная комбинация переменных.

Схема, представленная на рис.36, реализует следующие переключательные функции:

Y0=X̅2X̅1X̅0 Y4=X2X̅1X̅0

Y1=X̅2X̅1X0 Y5=X2X̅1X0

Y2=X̅2X1X̅0 Y6=X2X1X̅0

Y3=X̅2X1X0 Y7=X2X1X0

 

В интегральном исполнении матричные дешифраторы строятся на 3-4 входа.

На рис.36.37 приведены: функциональная схема матричного 3-х разрядного дешифратора, таблица возможных состояний дешифратора и его условное графическое обозначение.

Возможно построение дешифратора, у которого дешифрация входного слова осуществляется синхронизирующими сигналами. Такие дешифраторы принято называть синхронными дешифраторами.

 


 

Рис.36. Функциональная схема (а) и таблица переключений (б) линейного дешифратора

 

24. Мультиплексор. Назначение, схема построения, на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Мультиплексором называется функциональный узел, обеспечивающий передачу информации, поступающей по нескольким входным линиям связи на одну выходную линию. Выбор той или иной входной линии Di; осуществляется в соответствии с поступающим адресным кодом A0, А1… . При наличии п адресных входов можно реализовать М = 2П комбинаций адресных сигналов А|, каждая из которых обеспечивает выбор одной из М входных линий.


Каждому из информационных входов Dl мультиплексора присваивается номер, называемый адресом. Мультиплексор подключает один из входов, адрес которого задаётся двоичным кодом на адресных Аl входах, к выходу. Т о., подавая на адресные входы адреса информационных входов, можно передавать параллельные М-разрядные коды с этих входов на выход в последовательном коде.

Рассмотрим синтез 4-разрядного мультиплексора. Составим таблицу истинности:

На основании таб.3.3 составим переключательную функцию для его выхода:


Q=D0(A̅1A̅0)vD1(A̅1A0)vD2(A1A̅0)vD3(A1A0)

                                   Рис.39.Функцианальная схема мультиплексора.

 

 


                                                        Рис.40.Условное графическое обозначение мультиплексора.


Рис.41.Функциональная схема мультиплексорного дерева,позволяющая передавать 16-ти разрядное слово на выход


 

Функциональные схемы мультиплексоров достаточно просты, они выпускаются в виде интегральных микросхем с четырьмя двухвходовыми, двумя четырёхвходовыми и одним восьмивходовым мультиплексорами в одном корпусе.

Для передачи на выход многоразрядных входных данных в параллельной форме используется параллельное включение мультиплексоров по числу разрядов передаваемых данных. Такое включение мультиплексоров называется мультиплексорным деревом(рис.41).

Например, чтобы передать на выход седьмой разряд следует подать на MS2 XiXq = 11 и на MS5 Х3Х2 = 01

25. Демультиплексор. Назначение, схема построения на логических элементах, принцип работы и таблица переключения. УГО. Применение.

Демультиплексором называется функциональный узел, обеспечивающий передачу информации в одну из выходных линий в соответствии с принятым адресом. При этом на остальных выходных линиях поддерживается логический «О». То., демультиплексоры используются для восстановления мультиплексированной информации.

Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов. В этом случае вход подключается к выходу, имеющему заданный адрес. Рассмотрим принцип построения и работу демультиплексора, имеющего один вход и четыре выхода. Закон функционирования такого демультиплексора задан таблицей истинности:


                                                                                                               

Используя таб. 3.4 можно легко записать переключательные функции для выходов приведённой на рис.42 схемы демультиплексора:

 

 



 

Рис.43.УГО демультиплексора

При D = 1 демультиплексор выполняет функции полного дешифратора, реализуя на на выходах минтермы адресных переменных А0,…,Аn-1.


Путём последовательного включения мультиплексоров и демультиплексоров реализуются различные схемы коммутаторов, соединяющих источники и приёмники информации в соответствии с поступающими адресами. На рис.44 представлена схема простейшего коммутирующего устройства. Демультиплексоры выполняются в виде отдельных интегральных схем. Если общее число выходов проектируемого демультиплексора превышает имеющееся в выпускаемых интегральных микросхемах, то используют параллельное подключение нескольких схем.

                                              Рис.44.Пример коммутирующей схемы.

 


 

Рис.45.Функциональная схема 16-ти разрядного демультиплексорного дерева.

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Карта сайта — АО «ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ»

Контакты

Версия для слабовидящих

Войти/Регистрация

  • Главная
  • Компания
    • Об истории и современности предприятия
    • Руководство предприятия
    • АО «ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ»
      • ПАО «КРЕМНИЙ»
      • Производство Энергомаш
      • Сборочное производство
      • Кристальное производство
      • ОАО «КОНСТАНТА»
      • ЗАО «К-СНАБТРАНССЕРВИС»
    • Экономические показатели
    • Официальные документы
    • Сертификаты и лицензии
  • Наука и инновации
    • Исследования и разработки
      • Разрабатывающие подразделения
    • Патенты
  • Продукция и услуги
    • Изделия электронной техники
      • Интегральные микросхемы
        • Линейные стабилизаторы напряжения
        • Стабилизаторы тока
        • Импульсные источники питания, генераторы импульсов
        • Драйверы, ключи, коммутаторы
        • Детекторы напряжения, супервизоры
        • Операционные компараторы и усилители
      • Дискретные полупроводники
        • Биполярные транзисторы (Раздел наполняется)
        • Диоды и диодные сборки
      • Кремниевые структуры
      • Силовые модули
        • Силовые модули на основе IGBT и FRD
        • FRD диоды и диодные сборки
        • Тиристоры и диодно-тиристорные сборки
        • Автоэлектроника
        • Силовые модули и диодные сборки на основе SiC
      • Новые разработки и каталог продукции (PDF)
    • Обработка металлов и термопласта
    • Теплоснабжение
    • Технологическое присоединение энергопринимающих устройств
      • Каталог силовой электроники
      • Каталог НТЦ СИТ
      • Чувствительные элементы
      • Обработка металлов и термопласта
      • Энергосбережение
      • Энергоаудит
      • Теплоснабжение
      • Аренда
      • Технологическое присоединение энергопринимающих устройств
    • Аренда
  • Социальная и кадровая политика
    • Социальная политика предприятия
    • Профком
    • Поликлиника
      • Сведения о поликлинике
      • Информация для пациентов
      • Информация для специалистов
      • Медицинские работники
      • Лекарственное обеспечение
      • Вышестоящие и контролирующие органы
      • Документы
      • Контактная информация
    • Управление кадров АО «ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ»
      • Информация о вакансиях
      • Кадровые процедуры при оформлении документов
        • Договоры
        • Должностные инструкции
        • Заявления
        • Журналы
        • Прочие документы
      • Сохранение, укрепление и развитие кадрового потенциала
        • Положение о кадровой политике
        • Внутренний трудовой распорядок
    • Музей
    • Совет ветеранов
    • Совет молодых специалистов
    • Система профессионального образования
  • Пресс-центр
    • Новости
    • Фотогалерея
    • Полезные ссылки
    • Контакты для СМИ
  • Контакты



Микросхемы для «ЮТ-88»

jpg»> 
    • КР580ГФ24 — микросхема генератора тактовых сигналов
    • KP580BК38 — микросхема системного контроллера и буферного регистра данных
    • КР580ИР82 — микросхема 8-разрядного адресного регистра
    • КР580ВВ55А — программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации
    • К589ИР12 — многорежимный восьмиразрядный универсальный буферный регистр
    • К589АП16 и К589АП26 — двунаправленные шинные формирователи

     КР580ГФ24 — микросхема генератора тактовых сигналов, используемого для синхронизации работы микропроцессора KP580BM80A.
     Генератор формирует две фазы С1 и С2 с импульсами положительной полярности, амплитудой 12 В и частотой 0,5 — 3,0 МГц. Кроме того, генератор выдает тактовые сигналы опорной частоты с амплитудой около 5 В (уровень микросхем ТТЛ), стробирующий сигнал состояния STB и тактовые сигналы С, синхронизированные с фазой С2 с амплитудой ТТЛ уровня.
     Генератор синхронизирует сигналы RDYIN и RESLN фазой С2.
     Условное графическое обозначение микросхемы и ее структурная схема показаны на рисунках 1 и 2. В таблице 1 приведены назначения ее выводов.

 
Графическое обозначение м/сх КР580ГФ24  Структурная схема м/сх КР580ГФ24

Таблица 1

     Генератор тактовых сигналов состоит из генератора опорной частоты, счетчика-делителя на 9, формирователя фаз С1 и С2 и логических схем. Для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты ко входам XTA1L1 и ХТА1L2 генератора подключается кварцевый резонатор, частота которого должна быть в 9 раз больше частоты выходных сигналов С1 и С2. В радиолюбительской практике чаще всего используются кварцевые резонаторы 15 — 20 МГц. Если частота кварцевого резонатора больше 10 МГц, то последовательно с ним необходимо включить конденсатор емкостью 3 — 10 пФ.
     Выход TANK предназначен для подключения колебательного контура, работающего на высших гармониках резонатора.
     Контур стабилизирует тактовые сигналы опорной частоты.
     Тактовые сигналы, синхронные с сигналами опорной частоты, с выхода OSC используются в том случае, если в микропроцессорной системе установлены несколько генераторов и надо синхронизировать их работу.
     Стробирующий сигнал состояния STB формируется при наличии на входе SYN напряжения высокого уровня, поступающего с выхода микропроцессора KP580ВM80A в начале каждого машинного цикла. Сигнал STB используют для занесения информации состояния микропроцессора в микросхему КР580ВК28 или КР580ВК38 для формирования ими управляющих сигналов.
     Для согласования работы микропроцессора КР580ВМ80А с другими устройствами сигнал RDYIN синхронизируется по фазе С1 на выходе RDY генератора. Выходной сигнал SR используют для установки в исходное состояние микропроцессора и других микросхем в системе.

     KP580BК38 (прежнее обозначение КР580ИК38) — микросхема системного контроллера и буферного регистра данных. Используется в компьютерах и микропроцессорных системах, собранных на базе микропроцессора KP580BM80A как формирователь управляющих сигналов и как буферный регистр данных. Условное графическое изображение микросхемы и ее структурная схема показаны на рисунках 3 и 4. Назначение выводов — в таблице 2.

 
Графическое обозначение м/сх KP580BК38  Структурная схема м/сх KP580BК38

Таблица 2

     Системный контроллер формирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора при обращении: к запоминающим устройствам RD и WR, при обращении к устройствам ввода/вывода RD10 и WR10, INTA, а также обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между каналами данных микропроцессора (выводы D7 — D0) и системным каналом по выводам DB7 — DB0.
     Системный контроллер состоит из двунаправленной буферной схемы данных, регистра состояний и дешифратора управляющих сигналов.
     Восьмиразрядная параллельная трехстабильная буферная схема данных принимает информацию с канала данных микропроцессора по выводам D7 — D0 и передает в регистр состояния информацию состояния, на системный канал по выводам DB7 — DB0 выдает данные в цикле записи по сигналу ТR. В цикле чтения по сигналу RC буферная схема принимает данные с системного канала по выводам DB7 — DB0 и передает их по выводам D7 — D0 на канал данных микропроцессора.
     Регистр состояния по входному сигналу STB фиксирует информацию состояния микропроцессора в такте Т1 каждого машинного цикла микропроцессора.
     Дешифратор управляющих сигналов формирует один из управляющих сигналов в каждом машинном цикле: при чтении ЗУ — RD, при записи в ЗУ — WR, при считывании информации из устройств ввода/вывода — RD10, при записи в них — WR10, при подтверждении запроса прерывании — сигнал INTA.
     Асинхронный сигнал BUSEN управляет выдачей данных с буферной схемы и управляющих сигналов с дешифратора. При напряжении низкого уровня на входе BUSEN буферная схема передает все данные и формируется один из управляющих сигналов; при напряжении высокого уровня все выходы микросхемы переходят в высокоомное состояние.
     Напряжение высокого уровня на входе HLDA переводит выходы RD, RD10 и INTA в пассивное состояние (высокого уровня) и блокирует передачу информации через буферную схему данных.
     Управляющие сигналы WR и WR10 формируются в цикле записи по сигналу STB.
     При работе с микропроцессором К580ВМ80А системный контроллер в цикле подтверждения запроса прерывания формирует три сигнала INTA для приема трех байтов команды CALL от контроллера прерывания (если он есть).
     В небольших микропроцессорных системах выход INTA микросхем KP580BK38 можно подсоединять к напряжению + 12 В через резистор 1 кОм. Во время действия сигнала RC буферная шина данных микросхемы формирует код команды RST7 и передает его на канал данных микропроцессора.
     Таким образом, микросхема — единственный вектор прерывания с номером 7 без дополнительных компонентов.

     КР580ИР82 — микросхема 8-разрядного адресного регистра, предназначенная для связи микропроцессора с системной шиной; обладает повышенной нагрузочной способностью. Микросхема КР580ИР82 — восьмиразрядный D-регистр с «защелкой» без инверсии и с тремя состояниями на выходе. Условное графическое обозначение и ее структурная схема приведены на рисунках 5 и 6. Назначение выводов — в таблице 3.

 
Графическое обозначение м/сх КР580ИР82  Структурная схема м/сх КР580ИР82

Таблица 3

     Микросхема состоит из восьми одинаковых функциональных блоков и схемы управления. Блок содержит D-триггер — «защелку» и мощный выходной вентиль. При помощи схемы управления производится стробирование записываемой информации и управление третьим состоянием мощных выходных вентилей.
     В зависимости от состояния стробирующего сигнала STB микросхемы могут работать в двух режимах: в режиме шинного формирователя или в режиме хранения. При высоком уровне сигнала STB и низком сигнале ОЕ микросхема работает в режиме шинного формирователя: информация на выходах Q повторяется или инвертируется по отношению к входной информации D. При переходе сигнала STB из состояния высокого уровня в низкий происходит «защелкивание» передаваемой информации во внутреннем триггере, и она сохраняется до тех пор, пока на входе STВ присутствует напряжение низкого уровня. В течение этого времени информация на входах не влияет на состояние выходов Q. При переходе сигнала STB вновь в состояние высокого уровня состояние выходов приводится в состояние, соответствующее информационным входам Q.
     При переходе сигнала ОЕ в состояние высокого уровня все выходы Q переходят в высокоомное состояние независимо от входных сигналов STB и Q. При возвращении сигнала ОЕ в состояние низкого уровня выходы Q переходят в состояние, соответствующее внутренним триггерам.
     При обращении к внешнему устройству микропроцессор в начальный период цикла выполнения микрокоманды выдает на местную шину адрес этого устройства, который через системную шину передается необходимым числом регистров микросхемы.

     Микросхема КР580ВВ55А (старое обозначение К580ИК55А) — программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации. Применяется в микропроцессорной технике в качестве элемента ввода/вывода общего назначения для подключения интерфейсных устройств (клавиатуры, принтера, накопителя на магнитной ленте и т. д.) к магистралям данных. Условное графическое изображение микросхемы показано на рисунке 7, а ее структурная схема — на рисунке 8. Данные о назначении выводов вы найдете в таблице 4.

 
Графическое обозначение м/сх КР580ВВ55А  Структурная схема м/сх КР580ВВ55А

Таблица 4

     Обмен информацией между магистралью данных системы и микросхемой KР580BB55A осуществляется через 8-разрядный двунаправленный канал данных (D). Для связи с периферийными устройствами используются 24 линии ввода/вывода, сгруппированные в три 8-разрядных канала БА, ВВ и ВС, режимы работы которых и направление передачи информации определяются программным способом.
     Микросхема имеет три режима работы. В режиме 0 обеспечивается синхронная, программно-управляемая передача данных через два независимых 8-разрядных канала ВА и ВВ и два 4-разрядных канала ВС.
     В режиме 1 обеспечивается ввод или вывод информации «в» или «из» периферийного устройства через каналы ВА и ВВ по специальным сигналам. При этом линии канала С используются для приема и выдачи сигналов управления обменом информацией.
     В режиме 2 обеспечивается возможность обмена информацией с периферийными устройствами через двунаправленный 8-разрядный канал ВА по специальным сигналам. Для передачи и приема сигналов управления обменом используются пять линий канала ВС. Выбор соответствующего канала и направление передачи информации через канал определяется сигналами А0, А1 (обычно соединяется с младшими разрядами канала адреса системы), RD, WR, CS в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5

     Режим работы каждого из каналов ВА, ВВ и ВС определяется содержимым регистра управляющего слова (РУС). Записав в него управляющее слово, микросхему можно перевести в один из трех режимов работы: режим 0 — простой ввод/вывод, режим 1 — стробируемый ввод/вывод, режим 2- двунаправленный канал.
     При подаче сигнала SR регистр управляемого слова устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются в режиме 0 для ввода информации. Режим работы каналов можно изменять не только в начале, но в самом процессе выполнения программы. Благодаря этому одна микросхема может в определенном порядке последовательно обслуживать несколько различных периферийных устройств. При изменении режима работы любого канала все входные и выходные регистры каналов и триггеры состояния сбрасываются. Разобраться в режимах работы каналов вам поможет рисунок 9.

  Режимы работы каналов

     Микросхема К589ИР12 — многорежимный восьмиразрядный универсальный буферный регистр. На одной или нескольких микросхемах этого типа можно реализовать ряд интерфейсных и вспомогательных устройств: регистры данных, буферные регистры со стробированием данных, мультиплексоры, двунаправленные шинные формирователи, прерываемые каналы ввода/вывода и другие.
     Условное графическое обозначение микросхемы показано на рисунке 10. Назначение выводов указано в таблице 6.

  Графическое обозначение м/сх К589ИР12

Таблица 6

     Микросхема состоит из восьми информационных триггеров, восьми выходных буферных устройств с тремя устойчивыми состояниями, отдельного D-триггера для формирования запроса на прерывания и гибкой схемы управления режимами работы регистра. Управляющие выводы микросхемы — CS1, CS2, MD и EW. Эти входы используются для управления выборкой устройств, информацией регистра, состоянием выходных буферных каскадов и триггером запроса на прерывание.
     Вход MD (выбор режима) определяет один из двух режимов работы. При наличии на входе MD логического 0 устройство работает для ввода информации. В этом случае выходные буферные каскады открыты. Управление записью осуществляется сигналом по входу EW. При появлении на входе MD логической 1 устройство будет работать в режиме вывода. В этом случае выходные буферные каскады будут находиться в открытом состоянии независимо от выборки устройства, вход EW используется как синхросигнал для записи информации в регистр при наличии на входе MD логического 0 и для синхронной установки триггера запроса прерывания.
     Триггер запроса прерывания служит для выработки соответствующего сигнала в микропроцессорной системе. При установке системы в исходное состояние низким уровнем сигнала CLR триггер запроса устанавливается в состояние запрета прерывания. Этот же сигнал заведует и разрешением прерывания. Считается, что микросхема находится в состоянии прерывания, когда на выходе INR устанавливается логический 0.

     Микросхемы К589АП16 и К589АП26 — двунаправленные шинные формирователи, своего рода усилители цифровых сигналов. Отличаются они тем, что, проходя через микросхему К589АП16, сигнал остается неизменным, а через К589АП26 — инвертируется. Используются эти микросхемы для управления шинами (магистралями) в цифровой и микропроцессорной технике. Обе микросхемы представляют собой 4-канальные коммутаторы, имеющие в каждом канале одну шину только для приема информации и одну двунаправленную шину для приема и выдачи информации.
     Условное графическое обозначение микросхем показано на рисунке 11, а структурная схема — на рисунке 12. Назначение выводов указано в таблице 7.

 
Графическое обозначение м/сх К589АП16 и К589АП26  Структурная схема м/сх К589АП16 и К589АП26

Таблица 7

     Для управления режимами работы и направлением выдачи информации используется специальная схема на двух элементах 2И. При появлении на входе CS подается логическая 1, формирователи переходят в выключенное высокоомное состояние. При наличии на входе CS логического 0 управление выдачей информации по шинам D0 и DВ осуществляется сигналом на входе управления выдачей информации DСЕ. Если на входе DCE логический 0, то открыта передача информации со входов DI на выходы DВ. При сигнале с уровнем логической 1 на этом же входе происходит передача информации с входов DВ на выходы 0 (см. таблицу 8).

Таблица 8


Патент США на способ и устройство для проверки технологии изготовления микросхем. Патент (Патент № 5,121,335, выдан 9 июня 1992 г.)

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

электронные микросхемы и, более конкретно, к способу и устройству для проверки правильности выполнения процедуры изготовления микросхемы.

2. Описание предшествующего уровня техники

Способ защиты аппаратных интегральных схем или микросхем от несанкционированного копирования и/или использования описан в патенте США No. № 4766516, озаглавленный «Способ и устройство для защиты интегральных схем от несанкционированного копирования и использования», выданный 23 августа 1988 г. Ф. Оздемиру и др. и переданный компании Hughes Aircraft Company, правопреемнику настоящего изобретения. Согласно этому методу, по крайней мере один дополнительный элемент схемы, который не способствует функционированию интегральной схемы (ИС), а, скорее, препятствует правильному функционированию ИС в случае попытки копирования, анализа или другого несанкционированного использования. изготавливается вместе с общей ИС. Идентичность дополнительных элементов схемы маскируется за счет того, что они формируют видимый вид кажущихся элементов, но с физическими модификациями, которые не сразу видны переписчику, но заставляют их функционировать по-другому. Такие модификации включают в себя очень узкие разрывы разомкнутой цепи в металлизированных соединительных линиях, предпочтительно выполненные с помощью сфокусированного ионного луча (FIB) или лазерного луча; разупорядочение структуры решетки или изменение уровня легирования полупроводниковой области, предпочтительно с помощью FIB; и введение электрического заряда в полупроводниковую область, предпочтительно с помощью электронного луча.

FIB и другие типы модификаций практически невозможно обнаружить, что желательно для предотвращения несанкционированного копирования и/или использования. Однако необнаруживаемость модификаций также затрудняет определение того, правильно ли была выполнена процедура модификации. Неисправность в аппаратуре или управляющем программном обеспечении, а также несанкционированное изменение или использование могут сделать модификации или саму схему неработоспособной или отличаться от того, что было задумано.

В дополнение к приложениям безопасности, FIB, например, используются в самых разных процессах изготовления микросхем, пример представлен в статье, озаглавленной «Литографический подход для изготовления 100 нм с помощью сфокусированного ионного луча», С. Мацуи и др. al, Journal of Vacuum Science Technology, B4(4), стр. 845-849 (июль/август 1986 г.). Ошибочное выполнение процедуры обработки FIB приведет к созданию дефектных микросхем, при этом источник ошибки будет трудно определить из-за относительной необнаруживаемости модификаций FIB.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает способ и устройство для выполнения и проверки процедуры изготовления микросхемы или интегральной схемы, что особенно ценно, когда процедура включает в себя внесение модификаций в микросхему, которые относительно незаметны. , включая модификации с использованием FIB, лазерного луча или электронного луча, как описано в упомянутом выше патенте Ozdemir et al. Однако изобретение широко применимо к любой процедуре изготовления микросхем, где требуется проверка надлежащего выполнения процедуры, а управляющие или выходные сигналы от устройства, выполняющего процедуру, могут быть перехвачены и использованы для создания записи процедуры. В дополнение к обеспечению защиты от несанкционированного вмешательства изобретение обеспечивает эффективный способ контроля качества, который ценен сам по себе в приложениях, где защита от вмешательства не требуется.

Более конкретно, устройство используется для выполнения процедуры изготовления микросхемы под контролем данных спецификации. В предпочтительном варианте осуществления изобретения процедура включает выполнение относительно незаметных модификаций микросхемы с использованием сфокусированного ионного пучка или других средств для предотвращения несанкционированного анализа, воспроизведения и/или использования микросхемы. Выход устройства прослушивается для создания записи данных о сигналах, фактически применяемых для управления сфокусированным ионным пучком или другими устройствами для выполнения процедуры. Данные записи записываются по крайней мере в одну область хранения данных проверки микросхемы, желательно с использованием одних и тех же устройств. При тестировании микросхемы данные, записанные в область памяти, считываются и сравниваются с данными спецификации и сгенерированными данными записи. Корректность выполнения процедуры проверяется, если сравниваемые данные соответствуют друг другу.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники из следующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым частям.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1а представляет собой блок-схему, иллюстрирующую устройство для выполнения и проверки процедуры изготовления микросхемы в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 1b иллюстрирует устройство по фиг. 1а после уничтожения его области хранения данных проверки;

РИС. 2 аналогичен фиг. 1а, но иллюстрирует второй вариант осуществления изобретения;

РИС. 3 также аналогичен фиг. 1а, но иллюстрирует третий вариант осуществления изобретения;

РИС. 4-7 — схемы, иллюстрирующие альтернативные варианты расположения областей хранения данных проверки на микросхемах в соответствии с изобретением; и

РИС. 8 представляет собой электрическую принципиальную схему, иллюстрирующую примерную единичную ячейку области хранения данных проверки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обращаясь теперь к фиг. 1а чертежа устройство для выполнения и проверки процедуры изготовления микросхемы в целом обозначено как 10 и включает в себя блок спецификации 12. Хотя это не показано подробно, блок 12 обычно хранит данные спецификации в форме машиночитаемых данных, которые определяют процедура, выполняемая на микросхеме, и компьютер для запуска программного обеспечения. Данные спецификации, как правило, должны быть на языке высокого уровня, в котором этапы процедуры указаны в удобной для пользователя форме.

Данные спецификации обозначены как D1 и подаются из блока 12 спецификации в блок 14 преобразования, который преобразует или переводит данные спецификации D1 высокого уровня в данные управления D4 низкого уровня в виде числовых кодов. В одном варианте осуществления изобретения блок 14 преобразования реализован в виде программного обеспечения. В другом варианте осуществления изобретения блок 14 преобразования реализован в виде аппаратных средств. Данные управления подаются на блок 16 управления, который подключен для управления работой устройства 18 для выполнения требуемой процедуры на микросхеме. В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 18 сконструировано для генерирования сфокусированного электронного луча (FIB), лазерного луча, электронного луча и/или других средств для выполнения процедуры относительно необнаруживаемой модификации схемы (RUCM), такой как описанная в патент Ozdemir et al. под контролем спецификации/контрольных данных D1, D4. Однако изобретение не ограничено этим, и устройство в другом варианте осуществления изобретения сконструировано для выполнения любой другой процедуры изготовления микросхемы, которая способна генерировать запись фактически выполненных этапов процесса, таких как фотолитография, осаждение эпитаксиального слоя. и т. д.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, в котором аппарат 18 выполнен в виде устройства ФИП, управляющие данные D4 включают числовые коды, обозначающие перемещение ФИП к заданному набору прямоугольных координат, выбор типа имплантируемого иона, выполнять облучение микросхемы по заданным координатам в течение заданного промежутка времени при заданном уровне энергии и дозировке и т. д. Следует отметить, что объем изобретения дополнительно включает предоставление данных спецификации в низкоуровневом формате управления D4, в в этом случае блок 14 преобразования не требуется.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения блок 16 управления включает в себя генератор шаблонов (не показан) для генерирования аналоговых или других применимых управляющих сигналов, которые применяются к устройству 18 для позиционирования FIB. Устройство 18 излучает FIB на микросхему 20 для выполнения процедуры, заданной данными спецификации D1. В предпочтительном варианте осуществления изобретения микросхема 20 представляет собой единую микросхему интегральной схемы, пластину, на которой сформировано множество микросхем или кристаллов интегральной схемы, или микроэлектронный элемент любого другого типа, который может работать с указанными процедура.

В тех случаях, когда управляющие сигналы, поступающие от блока управления 16 на устройство 18 FIB, являются аналоговыми, предусмотрен аналого-цифровой преобразователь 22 для преобразования сигналов в цифровую форму до обработки их блоком 24 монитора, который производит запись данных D2 представляющие собой запись или журнал процедуры, фактически выполненной аппаратурой 18 FIB на микросхеме 20. В одном варианте осуществления изобретения блок 24 контроля реализуется программным обеспечением. В другом варианте осуществления изобретения блок 24 монитора реализован аппаратно. В одном варианте осуществления изобретения блок 24 монитора генерирует данные D2 записи в сжатой форме. В другом варианте осуществления изобретения блок 24 монитора генерирует данные D2 записи в несжатой форме. Более конкретно, в предпочтительном варианте осуществления изобретения данные записи представляют собой полную реконструкцию работы устройства 18. Если предположить, что процедура была выполнена должным образом в соответствии с данными спецификации D1, данные записи D2 будут точно соответствовать данным D1. управляющие данные D4. Если полная запись активности FIB не требуется, блок 24 монитора в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения сконструирован так, чтобы генерировать данные записи D2 как включающие в себя запись только части активности FIB, например каждую 5-ю или 10-ю операцию или только координаты и тип иона для каждого шага.

В соответствии с настоящим изобретением блок 24 монитора применяет данные записи D2 к блоку 16 управления, который затем управляет устройством 18 для использования FIB для записи данных D2 в область 20a хранения данных проверки на микросхеме 20. Как будет подробно описано ниже, в одном варианте осуществления изобретения область 20а хранения включает в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), предусмотренное на микросхеме 20. В другом варианте осуществления изобретения хранилище 20а пространственно распределено на микросхема 20. В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 18 записывает данные D2 записи в область 20а хранения путем вырезания металлизации схемы или т.п. с использованием методов, раскрытых в патенте Оздемира и др., или любым другим способом для постоянной записи. данные в области 20а хранения.

После выполнения процедуры и записи данных D2, которые составляют запись процедуры, в области хранения 20а, блок 26 проверки используется для выполнения желаемой процедуры проверки микросхемы 20, чтобы убедиться, что микросхема 20 работает исправно. Кроме того, блок 26 проверки считывает данные, которые были записаны в область 20а хранения, и применяет эти данные, обозначенные как D3, к блоку 28 сравнения. Данные D1 передаются из блока 12 спецификации в блок 28 сравнения. , а также данные записи D2 с блока 24 монитора. В другом варианте осуществления изобретения управляющие данные D4 подаются с блока 14 преобразования на компаратор 28.

Компаратор 28 сравнивает данные D3, считанные из области 20а хранения микросхемы 20, по крайней мере, с одним из данных D1, D2 и D4. В одном варианте изобретения компаратор 28 реализован программным обеспечением. В другом варианте изобретения компаратор 28 реализован аппаратно. В любом варианте компаратор 28 включает в себя средство преобразования или преобразования для преобразования данных между различными форматами D1, D2, D3 и D4 по мере необходимости. Компаратор 28 может быть подключен к блоку 30 отчета для формирования письменного или визуального отчета о результатах работы аппарата 10.

Компаратор 28 производит проверку правильности выполнения процедуры, если сравниваемые данные соответствуют друг другу. В предпочтительном варианте осуществления изобретения компаратор 28 выполнен с возможностью производить проверку только в случае успешной проверки работоспособности микросхемы 20, выполняемой блоком 26 проверки, в дополнение к сравниваемым данным, соответствующим друг другу.

Соответствие между всеми данными D1, D2, D3 и D4 подтверждает правильность выполнения указанной процедуры. Если одни данные соответствуют, а другие нет, сравнение различных данных позволяет определить момент в процессе, в котором произошло отклонение от заданной процедуры.

Несоответствие между данными D1 и D4 указывает на неисправность или вмешательство в работу блока преобразования 14. Несоответствие между данными D4 и D2 указывает на ошибочную работу блока управления 16. Расхождение между данными D2 и D3 возникает из-за неисправность прибора 18, дефект или повреждение микросхемы 20 до проведения испытаний. Несоответствие между данными D2 и D3 будет также следствием неисправности блока проверки 26. Ненадлежащее функционирование тестируемой микросхемы 20 будет следствием дефекта или компрометации данных спецификации D1 в случае, когда процедура включает RUCM, которые должны быть выполнены правильно, чтобы преобразовать микросхему 20 из нефункциональной в функциональную форму.

Если безопасность является соображением, область 20а хранения данных проверки будет уничтожена после завершения тестирования, например, путем приложения чрезмерного напряжения, и удалена из микросхемы 20 во время последующего скрайбирования пластины или другого этапа процесса, как показано на фиг. . 16.

Как показано на фиг. 1а, выход блока 24 монитора соединен с входом блока 16 управления. Это позволяет блоку 24 контроля применять заранее определенные управляющие данные к блоку 16 управления, чтобы вызвать выполнение устройством 18 соответствующей процедуры. В одном варианте осуществления изобретения предварительно определенные данные состоят из данных записи. В другом варианте осуществления изобретения заданные данные состоят из набора специальных тестовых данных, хранящихся в блоке 24 монитора. В любом случае блок 24 монитора приспособлен для сравнения сигналов, генерируемых блоком 16 управления под управлением заданного data, с самими предопределенными данными (после преобразования формата). Правильная работа блока 16 управления и устройства 18 приведет к совпадению сравниваемых данных и наоборот. Такая компоновка позволяет тестировать контроллер 16 независимо от других блоков устройства 10. В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 18 выключено, и это испытание выполняется без наличия микросхемы в целях экономии.

В альтернативном варианте осуществления изобретения блок 24 монитора приспособлен для записи других данных в дополнение к данным записи в область 20а хранения проверки на микросхеме 20. Например, номер партии пластин, процедура тестирования для микросхема 20 или любая другая информация, необходимая для целей контроля качества или безопасности, записывается в область хранения 20а.

Аппарат 10′, показанный на фиг. 2 аналогичен устройству 10 на фиг. 1а, с одинаковыми элементами, обозначенными одинаковыми ссылочными позициями, и соответствующими, но модифицированными элементами, обозначенными одинаковыми ссылочными позициями, со штрихом. Устройство 10′ отличается от устройства 10 тем, что блок 24′ монитора расположен в последовательной конфигурации между блоком 16′ управления и устройством 18. Такое расположение обеспечивает повышенную безопасность там, где это необходимо. В качестве дополнительной модификации блок 14 преобразования отсутствует, а данные спецификации D1 применяются непосредственно к блоку 16′ управления. В одном варианте осуществления изобретения блок 16′ управления выполнен с возможностью включать в себя функцию блока 14 преобразования. В другом варианте осуществления изобретения данные спецификации D1 предоставляются в форме, не требующей преобразования. Блок 28′ управления отличается от блока 28 управления тем, что он не принимает данные D4.

Аппарат 10″, показанный на фиг. 3, также аналогичен аппарату 10 на фиг. 1а, с аналогичными элементами, обозначенными одинаковыми ссылочными номерами, и соответствующими, но модифицированными элементами, обозначенными одинаковыми ссылочными номерами с двойным штрихом. В устройстве 10″, блок 16″ управления и аппаратура 18″ интегрированы в блок 17 таким образом, что нецелесообразно использовать выход блока 16″ управления для получения от него управляющих сигналов. В этом случае компаратор 28″ приспособлен для выполнения функций записи блоков 24 и 24′ монитора ранее описанных вариантов осуществления, при этом управляющие данные D4 используются для генерирования данных записи. Хотя устройство 10″ является менее предпочтительным вариантом осуществления изобретения в том смысле, что оно не обеспечивает прямой регистрации фактической деятельности устройства 18″, оно все же полезно, поскольку позволяет сравнивать результаты деятельности с входной спецификацией. .

В предпочтительном варианте осуществления изобретения область 20 хранения данных проверки выполнена в виде ПЗУ, которое расположено в центре микросхемы 20, как показано на фиг. 4. Как показано на чертеже, микросхема 20 имеет форму полупроводниковой пластины с множеством интегральных микросхем или кристаллов 20b, изготовленных на пластине 20 в дополнение к ПЗУ 20а. Эта компоновка особенно выгодна тем, что производственные дефекты, как правило, минимальны в центре пластины.

РИС. 5 показана другая микросхема 40, применимая для практического применения настоящего изобретения, в виде пластины, на которой изготовлено множество интегральных микросхем или кристаллов 42. Область хранения данных проверки выполнена в виде отдельной области хранения 42а, предусмотренной на каждом чипе 42. В одном варианте осуществления изобретения данные записи для всей пластины 40 дублируются в каждую область 42а. В другом варианте осуществления изобретения только данные записи, относящиеся к отдельной микросхеме 42, записываются в соответствующую область 42а хранения.

Другая микросхема 50, применимая к настоящему изобретению, показана на фиг. 6, в виде пластины, на которой сформировано множество интегральных схем 52. Область хранения данных проверки в этом случае включает в себя множество элементов памяти 53, которые неравномерно распределены по площади пластины 50. В этом варианте осуществления части данных записи распределяются между элементами памяти 53 соответственно. Распространение данных обеспечивает повышенный уровень безопасности.

РИС. 7 показана еще одна микросхема 60, применимая для практического применения настоящего изобретения, в виде одной микросхемы или кристалла интегральной схемы. На интегральной схеме 60 сформировано большое количество, обычно тысячи, компонентов схемы. Большинство компонентов, вместе обозначенных как 62, являются обычными элементами схемы, которые заставляют интегральную схему 60 функционировать требуемым образом. Элементы хранения 64, которые неравномерно распределены в интегральной схеме 60 и предпочтительно замаскированы под обычные компоненты с использованием методов Оздемира и др., составляют область хранения данных проверки. Данные записи записываются в элементы 64 либо дублировано, либо распределенно, по желанию.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения единичная ячейка хранения представляет собой базовый элемент любой из областей хранения данных проверки, показанных на фиг. 4-7 проиллюстрировано на фиг. 8. Ячейка обычно обозначена цифрой 70 и включает в себя полевые транзисторы 72, 74, 76 и 78 усовершенствованного типа, затворы которых обычно смещаются напряжением VB от линии смещения 80. Ток транзистора обеспечивается напряжением V+ от линия 82 положительного напряжения к истоку каждого полевого транзистора. Четыре полевых транзистора позволяют хранить четыре бита данных или, что то же самое, одно четырехбитное слово.

Предпочтительно, чтобы каждый из полевых транзисторов имел внешний вид функционирующего проводящего устройства, но чтобы некоторые из них выводились из строя с помощью методов, таких как раскрытые в патенте Ozdemir et al. Например, линии смещения к полевым транзисторам 74 и 76 имеют узкие разрезы 84 и 86 FIB, которые размыкают соответствующие линии подачи напряжения смещения и предотвращают проводимость полевых транзисторов 74 и 76. В качестве альтернативы легированные области, образующие стоки полевых транзисторов 74 и 76, заменяются поврежденными областями 88 и 9.0 соответственно, которые визуально не заметны, но удерживают полевые транзисторы 74 и 76 разомкнутыми. Аналогичный результат дает модификация скрытого канала.

Стоки полевых транзисторов 72, 74, 76 и 78 подключены к параллельным входам параллельно-последовательного сдвигового регистра 92. В предпочтительном варианте осуществления изобретения четырехбитное двоичное слово, состоящее из логических состояний Полевые транзисторы считываются путем подачи тактовых импульсов на сдвиговый регистр 92 и подачи сигналов, появляющихся на последовательном выходе сдвигового регистра 9.2, в соответствующую секцию обработки сигналов в тестовом блоке 26.

Несмотря на то, что было показано и описано несколько иллюстративных вариантов осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные варианты и альтернативные варианты осуществления, не отступая от сущности и объема настоящего документа. изобретение. Соответственно предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается исключительно конкретно описанными иллюстративными вариантами осуществления. Предусмотрены различные модификации, которые могут быть выполнены без отклонения от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.

Технические чертежи и их типы — ISPATGURU

Технические чертежи и их типы

  • Satyendra
  • Март 8,
  • 1 Комментарий
  • , чертеж трубопроводов и приборов, схема технологического процесса, принципиальная схема, однолинейная схема, структурный чертеж, технический чертеж, список проводки,

Технические чертежи и их типы

Технические чертежи также известны как «технические чертежи». Они являются средствами связи и передают техническую информацию об установках и оборудовании. Они описывают трехмерные объекты с помощью двухмерной бумаги. Процесс создания технических чертежей и навыки их создания часто называют «чертежным». Технический чертеж обычно принимается в качестве юридического документа и часто используется для утверждения регулирующими органами.

Технические чертежи чаще всего используются для установления технических требований. Они описывают типовые приложения и минимальные требования к содержимому. Это стандартизированные инструменты графического языка, которые позволяют избежать вербального обмена. Они используются и понимаются техническим персоналом, говорящим на разных языках и принадлежащим к разным странам и культурам.

Технические чертежи готовятся таким образом, чтобы они ясно и кратко отражали полную информацию об установках и оборудовании. Они часто содержат больше, чем просто графическое представление предмета. Они также содержат размеры, примечания и спецификации. Ясность является важным аспектом технических чертежей.

Обычно они представляют двухмерный вид объекта, хотя некоторые чертежи также обеспечивают трехмерный вид. Они готовятся либо вручную, либо с помощью компьютера. Как правило, они готовятся или печатаются на бумаге стандартного размера.

За исключением нескольких категорий чертежей (например, схем технологических процессов, схем управления, схем трубопроводов и приборов, однолинейных схем и т. д.), все чертежи обычно составляются в виде плана и различных разрезов, как правило, в масштабе, чтобы обеспечить полная информация об объекте рисования. Часто на чертеже используются стандартные символы для изображения определенного оборудования или инструментов. Та информация, которая не может быть представлена ​​на плане и виде в разрезе, такая как спецификация материала, допуски, спецификация материалов и т. д., обычно приводится в табличной форме на чертеже, как правило, в правой или нижней части чертежа.

Технические чертежи имеют «основную надпись» в правом нижнем углу для их идентификации. Основная надпись включает (i) название чертежа, (ii) тип чертежа, (iii) номер чертежа и номер редакции, (iv) дату подготовки, (v) масштаб чертежа, (vi) единицу измерения, (vii) название организации, подготовившей чертеж, (viii) имена лиц, подготовивших и утвердивших чертеж, и (ix) любая другая информация, необходимая для идентификации чертежа.

Технические чертежи можно разделить на несколько типов. Ниже описаны различные типы рисунков.

Чертеж общего вида

«Чертеж общего вида» обычно составляется в виде сверху. Он описывает (i) въездные ворота и границу завода, (ii) подъездные пути к заводу, (iii) расположение завода, оборудования и объектов, (iv) обеспечивает связи между заводским оборудованием и объектами, (v) автомобильные и железнодорожные перевозки. , (iv) конвейеры и маршруты трубопроводов, (vi) критические и нормативные зазоры, если это необходимо, (vii) расположение дымоходов и дымовых труб и (viii) зеленые полосы. Чертеж обычно готовят в масштабе со строительными размерами.

Компоновочный чертеж

Компоновочный чертеж отображает требования к разработке дизайна. Он похож на чертеж детали, сборки или установки, за исключением того, что он представляет графические, условные или размерные данные в объеме, необходимом для передачи проектного решения, использованного при подготовке других технических чертежей. Компоновочный чертеж обычно не устанавливает идентификацию изделия.

Компоновочный чертеж подготавливается либо в виде (i) концептуального макета проекта, чтобы представить одно или несколько решений для соответствия основным параметрам проекта и обеспечить основу для оценки и выбора оптимального подхода к проектированию, (ii) макета утверждения проекта представить достаточное количество деталей подходов к проектированию для оценки стоимости и утверждения проекта, (iii) детальный чертеж компоновки проекта, изображающий окончательную разработку проекта достаточно подробно, чтобы облегчить подготовку чертежей деталей и сборки, (iv) геометрическое исследование для разработки перемещение механических соединений, зазоров или механизмов.

Компоновочный чертеж включает (i) расположение основных компонентов, (ii) размеры интерфейса и оболочки, включая перекрестную ссылку на применимую документацию по управлению интерфейсом, (iii) пути движения, (iv) рабочие положения, (v) критические посадки и выравнивание, (vi) выбранные материалы, отделка и процессы, (vii) подвалы, прокладка трубопровода и размеры, (viii) регулировки, (ix) важные детали и последовательность сборки, и (x) идентификация запасных частей и запасных частей .

Компоновочный чертеж обычно не используется для изготовления оборудования. Однако иногда для этой цели используется детальный чертеж компоновки. Компоновочный чертеж выполняется в масштабе с достаточной точностью и полнотой для его использования по назначению. Его также можно использовать в качестве промежуточного сборочного чертежа для разработки оборудования.

Чертеж общего вида

Чертеж общего вида (GA) изображает физическое взаимоотношение важных элементов с использованием соответствующих проекций или видов в перспективе. Справочные размеры должны быть включены в общий чертеж. Чертеж общего вида не устанавливает идентификацию элемента. Он подготовлен для передачи общего описания конфигурации и расположения важных элементов. Обычно он не используется для управления дизайном.

Чертеж общего вида обычно включает (i) достаточное количество видов, чтобы передать общее представление о конфигурации и расположении важных элементов, (ii) габаритные размеры, расположение и другие общие размеры, необходимые для описания конфигурации, (iii) идентичность существенные элементы и (iv) ссылку на соответствующие документы для получения дополнительной информации.

Детальный чертеж

Детальный чертеж дает полное определение конечного продукта детали или деталей, изображенных на чертеже. Детальный чертеж устанавливает идентификацию каждой детали, изображенной на нем. Это либо монодетальный чертеж, либо многодетальный чертеж.

Чертеж моноузла определяет одну деталь. Он готов обеспечить максимальную ясность в определении детали. В нем описываются все характеристики детали, включая конфигурацию, размеры, допуски, материалы, обязательные процессы, текстуру поверхности, защитную отделку и покрытия, а также маркировку.

Чертеж с несколькими деталями определяет две или более однозначно идентифицированных деталей на отдельных видах или в отдельных наборах видов на одном и том же чертеже. Это единый рисунок, подготовленный для описания частей, обычно связанных друг с другом. Многодетальный чертеж следует использовать с осторожностью. Один и тот же статус редакции применяется ко всем деталям чертежа с несколькими деталями, и, следовательно, изменение одной детали чертежа может повлиять на связанные записи всех других деталей (данные контроля материалов, планирование производства, микрофильмы и т. д.). Некоторые существенные преимущества перевешивают этот потенциальный недостаток, а также такие другие, как снижение ясности и полезности в результате повышенной сложности рисования.

Сборочный чертеж

Сборочный чертеж определяет конфигурацию и состав изображенной на нем сборки или сборок. Он устанавливает идентификацию элемента для каждой сборки. Если сборочный чертеж содержит подробные требования к одной или нескольким деталям, используемым в сборке, он является детальным сборочным чертежом. Сборочный чертеж готовят для каждой группы элементов, которые должны быть соединены в сборку и которые отражают один или несколько (i) логический уровень в последовательности сборки или разборки, (ii) проверяемый элемент, (ii) функциональный элемент и (iv) предмет поставки. Это предпочтительный тип чертежа для неразборной сборки. Однако нет необходимости детализировать отдельные части неразборной сборки при условии, что они контролируются установленными требованиями к сборке или отдельными чертежами деталей.

Сборочный чертеж обычно включает следующее.

  • Две или более детали, подчиненные узлы или комбинация этих элементов.
  • Список деталей, определяющий уникальный идентификатор для всех элементов, которые становятся частью сборки.
  • Требования к декоративной или защитной отделке, процессам, настройкам и регулировкам, а также другие соответствующие данные, необходимые для завершения изделия в сборе.
  • Изображение элементов в сборочных отношениях с использованием достаточной детализации для идентификации и ориентации элементов. Обычно детали второстепенной сборки не повторяются на сборочном чертеже более высокого порядка.
  • Электрические элементы, изображенные в том виде, в каком они должны быть установлены. Тем не менее, небольшие электрические элементы, монтируемые только с помощью проводных соединений, могут быть обнаружены либо путем изображения на сборочном чертеже, либо путем включения в соответствующий список проводки или схему соединений.
  • Перекрестная ссылка на применимые установочные чертежи, списки проводки, принципиальные схемы, спецификации испытаний и сопутствующие списки
  • Уникальный идентификатор, присвоенный каждой конфигурации сборки
  • Требования к идентификационной маркировке.

Присоединяемые детали (болты, гайки, шайбы и т. д.), необходимые для монтажа узлов в следующих более высоких узлах или на фундаменте, включены в список деталей чертежа, определяющего крепление (обычно это сборочный или установочный чертеж более высокого уровня). Сборочные чертежи могут быть сведены в таблицу путем указания переменных элементов в списке деталей.

Монтажные чертежи

Монтажный чертеж предоставляет информацию для правильного размещения и установки элементов относительно их несущей конструкции и смежных элементов. Эта информация включает данные о размерах, описания оборудования и общую информацию о конфигурации для места установки. Монтажный чертеж подготовлен для предоставления подробной информации об установке (i) функционально связанных элементов (таких как система управления, электрическая система или гидравлическая система), которые не могут быть эффективно показаны на сборочном чертеже элемента, к которому они относятся, или ( ii) деталь или сборка, которые настолько велики или сложны, что на чертеже основной сборки невозможно разместить все соответствующие данные.

Монтажный чертеж обычно включает (i) габаритные и основные размеры с достаточной детализацией, чтобы установить требования к пространству для установки, эксплуатации и обслуживания, включая зазоры для открывания дверей, снятия вставных блоков и перемещения или вращения любых движущихся частей ( включая центры вращения, углы подъема и депрессии), (ii) информацию о монтаже и сопряжении интерфейсов (например, установочные размеры для крепления оборудования), (iii) интерфейсы для крепления труб и кабелей, (iv) информацию, необходимую для подготовки планов фундамента включая детали монтажа, (v) ссылки на данные о соединениях и кабелях и соответствующие списки, (vi) идентификацию и требования к элементам установки, не включенным в список деталей используемого сборочного чертежа, (vii) ссылку на сборочный чертеж используемого сборочного чертежа. основной устанавливаемый элемент, (viii) список деталей, определяющий элементы, которые должны быть установлены, таким образом устанавливая идентификацию элемента для пакета работ, и (ix) опорная конструкция или связанные с ней элементы, не входящие в состав установленных элементов.

Схема технологического процесса

Назначение схемы технологического процесса (PFD), как правило, состоит в том, чтобы (i) показать основу проекта завода с указанием расхода сырья, продукта и основных потоков и рабочих условий, (ii) определить область применения процесс, (iii) графически показать расположение основного оборудования, технологических линий и основных контуров управления, и (iv) показать коммунальные услуги, которые постоянно используются в процессе.

PFD обычно включают, но не ограничиваются (i) всеми технологическими линиями, коммуникациями и условиями эксплуатации, важными для материального и теплового и материального баланса, (ii) коммуникационными трубопроводами и их типами, которые постоянно используются в пределах батареи , (iii) схемы оборудования, которые должны быть расположены в соответствии с технологическим потоком, обозначением и номером оборудования, (iv) упрощенная контрольно-измерительная аппаратура, относящаяся к регулирующим клапанам и т. п., которые будут задействованы в технологических потоках, (v) основные анализаторы процесса, (vi) условия эксплуатации основного оборудования, (vii) тепловая нагрузка для всего теплообменного оборудования, (viii) изменение технологических условий вдоль отдельных технологических линий, таких как скорость потока, рабочее давление и температура и т. д., (ix) все альтернативные технологические и вспомогательные линии условия эксплуатации и (x) таблица материального баланса для основных потоков. PFD обычно не включает (i) второстепенные технологические линии, которые обычно не используются при нормальной эксплуатации, и второстепенное оборудование, такое как запорные клапаны, предохранительные/предохранительные клапаны и т. д., если не указано иное, (ii) возвышение оборудования, (iii) все запасное оборудование, (iv) оборудование для теплопередачи, насосы, компрессор и т. д., которые должны работать параллельно или последовательно (обычно показаны как один блок), (v) информация о трубопроводе, такая как размер, диафрагмы, фильтры и классификация в горячую или холодную изоляцию трубопровода кожуха, (vi) контрольно-измерительные приборы, не связанные с автоматическим управлением, (vii) контрольно-измерительные приборы системы отключения, (viii) приводы вращающихся механизмов, за исключением случаев, когда они важны для линии контроля технологических условий, и (ix) ) любая информация о размерах оборудования, такая как внутренний диаметр, высота, длина и объем. Внутреннее устройство оборудования показано в PFD только в том случае, если это необходимо для четкого понимания работы оборудования.

Чертеж трубопроводов и приборов

Схема/чертеж трубопроводов и приборов (P&ID) – это подробная схема технологического предприятия, на которой показаны трубопроводы и сосуды в технологическом потоке вместе с контрольно-измерительными приборами и устройствами управления. Это основной схематический чертеж, используемый для размещения установки управления технологическим процессом. Это схема, которая показывает взаимосвязь технологического оборудования и контрольно-измерительных приборов, используемых для управления процессом. Обычно для подготовки чертежей процессов используется стандартный набор символов.

P&ID обычно включает (i) контрольно-измерительные приборы и обозначения, (ii) механическое оборудование с названиями и номерами, (iii) все клапаны и их обозначения, (iv) технологические трубопроводы, размеры и обозначения, дренажи, специальные фитинги, пробоотборные линии, редукторы, повышающие и обжимные устройства и т. д., (vi) постоянные пусковые и промывочные линии, (vii) направления потока, (viii) ссылки на соединения, (ix) управляющие входы и выходы, (x) блокировки, (xi) интерфейсы для изменения класса, (xii) категория сейсмостойкости, (xiii) уровень качества, (xiv) входы оповещения, (xv) вход компьютерной системы управления, (xvi) интерфейсы поставщика и подрядчика, (xvii) идентификация компонентов и подсистемы, поставленные другими, и (xviii) предполагаемая физическая последовательность оборудования.

P&ID обычно составляется на стадии проектирования на основе комбинации PFD, проекта механического технологического оборудования и проекта КИПиА. На этапе проектирования схема также служит основой для разработки схемы управления системой. P&ID также играет важную роль в обслуживании и изменении процесса после первоначальной сборки. Это также жизненно важно для обеспечения возможности разработки схем управления и останова, безопасности и нормативных требований, последовательностей запуска и понимания эксплуатации. Он формирует основу для динамических мнемосхем, отображаемых в графических пользовательских интерфейсах промышленных систем управления, таких как SCADA и распределенные системы управления.

Контрольные чертежи

Контрольный чертеж — это чертеж, который используется для контроля определенных действий. Обычно существует шесть категорий контрольного рисунка (рис. 1), как указано ниже.

Первая категория контрольного чертежа – это контрольный чертеж по закупкам . Он предоставляет критерии для производительности, приемки и идентификации элементов поставщика, раскрывая характеристики инженерного проекта, которые обычно требуются для управления интерфейсами и для обеспечения воспроизводимости производительности. Он подготовлен для определения критериев для (i) приобретенных изделий, (ii) изменений в приобретенных изделиях, (iii) выбора из приобретенных изделий, (iv) разработки и квалификации новых изделий и (v) идентификации изделий. Он включает в себя (i) требования к производительности для обеспечения выполнения характеристик производительности, критически важных для предполагаемого приложения, (ii) размеры корпуса для обеспечения физической взаимозаменяемости при использовании сборок, (iii) характеристики интерфейса для обеспечения функциональной взаимозаменяемости при использовании сборок, (iv) квалификацию требования, необходимые для проверки выполнения требований к производительности и функциональной взаимозаменяемости, (v) требования к идентификации, включая маркировку, инструкции, серийный номер партии и т. д., (vi) данные о закупках, (vii) критерии приемки и (viii) выявление любых различий между предметами.

Второй категорией контрольных чертежей является чертеж изделия поставщика . Он содержит техническое описание и критерии приемки приобретенных товаров. Он обеспечивает достаточное техническое определение для принятия взаимозаменяемых элементов в заданных пределах. Он используется для предоставления технических требований к приобретаемому изделию. Чертеж изделия поставщика не предназначен для отображения полного раскрытия конструкции. Этот чертеж содержит достаточную информацию для обеспечения идентификации и повторной закупки взаимозаменяемых элементов. Чертеж включает (i) конфигурацию, (ii) размеры корпуса изделия и их пределы, (iii) монтажные и сопряженные размеры и их пределы, (iv) характеристики интерфейса и их пределы, (v) критерии приемки, (vi) характеристики, ремонтопригодность, надежность, экологические и другие функциональные характеристики, (vii) схема, взаимосвязь или другая соответствующая диаграмма для определения функции элемента или предоставления информации о взаимосвязи.

Третья категория контрольных чертежей — это исходный контрольный чертеж . Он содержит техническое описание и критерии приемки для закупленных элементов, требующих проведения квалификационных испытаний при проектировании, и предоставляет исключительные характеристики производительности, установки и взаимозаменяемости, специально необходимые для критически важных приложений. Он устанавливает идентификацию объекта для контролируемых объектов. Он используется для обеспечения средств установления технических требований для выбора, квалификационных испытаний и приобретения элемента, а также документации для обеспечения взаимозаменяемости указанных элементов. Он включает (i) конфигурацию, (ii) размеры корпуса изделия и их пределы, (iii) монтажные и сопряженные размеры и их пределы, (iv) характеристики интерфейса и их пределы, (v) критерии приемки, (vi) требования к квалификационным испытаниям , (viii) производительность, ремонтопригодность, надежность, условия окружающей среды и другие функциональные характеристики, (ix) схематическая, взаимосвязь или другая соответствующая диаграмма для определения функции элемента или предоставления информации о взаимосвязи, и (x) требования к идентификации, включая инструкции по маркировке.

Четвертая категория контрольных чертежей — контрольный чертеж проекта . Он раскрывает основную техническую информацию и требования к производительности, необходимые подрядчику для завершения рабочего проекта, необходимого для разработки и производства изделия. Чертеж сам по себе не дает полного проекта, для которого нужен детальный чертеж проекта. Он включает в себя те детали, которые необходимы для разработки рабочего проекта элемента, такие как (i) конфигурация, монтаж, сопряжение и другие необходимые размеры, (ii) требования к производительности, установке, надежности и взаимозаменяемости, (iii) требования к испытаниям, (4)   схема, схема подключения или другая соответствующая схема (если задействована электрическая, электронная или другая схема), (v) ответные соединения, их расположение и схема подключения, а также (vi) ссылка на другую документацию.

Пятая категория контрольных чертежей — контрольный чертеж интерфейса . Он изображает физические и функциональные интерфейсы связанных или совместно функционирующих элементов. Он не устанавливает идентификацию предмета. Этот чертеж управляет одним или несколькими интерфейсами, такими как механические, электрические, межсоединения, конфигурация, установка, требования к последовательности операций, коммутация системы и т. д. Чертеж включает (i) данные о конфигурации и размерах интерфейса, применимые к оболочке, монтажу и межсоединению. связанных элементов, (ii) полные инженерные требования к интерфейсу (механические, электрические, электронные, гидравлические, пневматические и т. д.), которые влияют на физические или функциональные характеристики совместно функционирующих элементов, и (iii) любые другие характеристики, которые не могут быть изменены, не затрагивая системные интерфейсы.

Шестая категория контрольных чертежей — это идентификационный перекрестный чертеж . Это чертеж административного типа, на котором назначаются уникальные идентификаторы, совместимые с автоматизированными системами обработки данных, спецификациями идентификации предметов и предоставляется перекрестная ссылка на исходный несовместимый идентификатор. В нем не указаны какие-либо инженерные или дизайнерские требования, помимо тех, которые уже содержатся в чертежах, а также в спецификациях и т. д., регулирующих исходный элемент.

Рис. 1 Категории контрольных чертежей  

Механические принципиальные схемы

Механические принципиальные схемы изображают механические и другие функциональные операции, структурные нагрузки, гидравлические схемы или другие функции с использованием соответствующих стандартных символов и соединительных линий. . Это чертеж с информацией о дизайне. Это делается, когда принципы работы не могут быть легко определены из изучения сборочного чертежа. Он иллюстрирует информацию о конструкции для (i) гидравлических или пневматических систем, (ii) сложных механических систем (сложное расположение шестерен, муфт, рычажных механизмов и кулачков и т. д.), (iii) инструкции по монтажу и (iv) критические элементы конструкции для отображать данные о загрузке или подъеме.

Механическая принципиальная диаграмма символически изображает элементы узла, узла или системы и отображает взаимосвязь каждого элемента с помощью соединяющих линий. Элементы обычно располагаются функционально или фактически располагаются так, как в их сборочном или установленном положении. Схемы нагрузки для подъемников и стропов, блок-схемы для гидравлических или пневматических регулирующих клапанов, а также простые блок-схемы и т. д. часто могут быть объединены со сборочным или установочным чертежом. Схемы гидравлической или пневматической системы, схемы сложной оснастки, схемы сложных механических функций и т. д. обычно требуют отдельных чертежей.

Строительный чертеж

Строительный чертеж используется для указания формы и положения гражданского фундамента. Обычно он включает такую ​​информацию, как (i) указание размеров бетонной конструкции на месте, (ii) планы, разрезы и фасады, показывающие расположение, размеры и уровни всех бетонных элементов, (iii) расположение всех отверстий, канавок, карманов. , крепления и другие элементы, влияющие на бетонные работы, (iv) примечания по спецификациям, отделке и все перекрестные ссылки, влияющие на строительство. Чертеж предоставляет деталировщику информацию о расположении и сечении, необходимую для указания длины, формы и количества арматурных стержней каждого типа.

Чертеж армирования является частью гражданского чертежа. Он полностью описывает и размещает всю арматуру по отношению к готовой поверхности бетона и к любым отверстиям или креплениям.

Чертеж конструкции

Чертеж конструкции — это тип технического чертежа, на котором изображены проектные и рабочие чертежи строительных, а также технологических конструкций. Он включает в себя план или набор планов здания или других сооружений. Структурные чертежи в первую очередь связаны с несущими элементами конструкции. В них указаны размеры и типы используемых материалов, а также общие требования к соединениям. Они не касаются архитектурных деталей, таких как отделка поверхности, перегородки или механические системы. Конструктивные чертежи помогают в детализации, изготовлении и установке частей конструкции.

Чертежи конструкций бывают трех типов, а именно (i) проектные чертежи, (ii) подробные рабочие чертежи и (iii) монтажные чертежи. Чертеж изготовления деталей конструкции включает в себя все детали, необходимые для изготовления конструкций.

Электрические и электронные схемы

Электрические и электронные схемы отображают элементы или функции электрических или электронных устройств с использованием стандартных символов и соединительных линий или данных в табличной форме. Эти диаграммы не отображают элементы в масштабе. Это чертежи с информацией о дизайне. Они бывают следующих типов.

Первый тип — это функциональная блок-схема . Он изображает функции основных элементов схемы, сборки, системы и т. д. в упрощенной форме. Он подготовлен для иллюстрации функциональных взаимосвязей основных элементов сборки, системы и т. д. Он включает в себя основные функции схемы, изображенные отдельными линиями, прямоугольными блоками и пояснительными примечаниями или текстом.

Второй тип — однолинейная схема . Он изображает ход электрической или электронной цепи или системы цепей и их элементов с использованием отдельных линий, символов и примечаний. Однолинейная схема передает основную информацию о работе схемы, но пропускает большую часть подробной информации, обычно отображаемой на принципиальных схемах. Однолинейная форма представления предусматривает (i) упрощенные схемы сложных цепей и (ii) схематическое представление систем, в которых одна линия представляет собой многопроводную цепь. Он включает (i) соединения основных элементов цепи, представленные однолинейными графическими символами, (ii) ход основных цепей (соединение основных компонентов), показанный в наиболее прямом пути и логической последовательности, и (iii) электрические характеристики. которые необходимы для общего понимания системы.

Третий тип принципиальная схема . Он изображает электрические соединения и функции конкретной схемы без учета физической формы, размера или расположения элементов. Он готов показать детальный проект схемы и помочь в отслеживании схемы и ее функций. Он может быть подготовлен для любого уровня сборки и может включать один или несколько уровней. Он включает (i) символическое представление каждого элемента в цепи с символами, соединенными между собой для обозначения путей цепи, (ii) условные обозначения, (iii) значения для таких элементов, как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, и (iv) стандартные обозначения типов. для таких изделий, как полупроводниковые приборы, микросхемы, электронные лампы и т. д.

Четвертый тип — схема подключения или схема подключения . Он изображает общее физическое расположение электрических соединений и проводов между элементами схемы в установке или сборке. Он показывает внутренние соединения, но может включать и внешние соединения, которые имеют одно окончание внутри и одно снаружи узла. Он содержит детали, необходимые для создания или отслеживания задействованных соединений. Он готов показать соединение проводов и элементов схемы на любом уровне сборки или установки. Он включает (i) физическое взаимоотношение элементов схемы и их соединений, (ii) элементы, идентифицированные ссылочными обозначениями, (iii) четко идентифицированные схемы клемм, (iv) провода, пронумерованные для справки, и (v) описания проводов и клемм.

Пятый тип — это схема соединений . Он изображает только внешние связи между сборками, узлами или элементами более высокого уровня. Он подготовлен, чтобы показать взаимосвязи между единицами, наборами, группами и системами. Она составляется либо в виде диаграммы типов проводки, на которой показан каждый провод, либо в виде диаграммы типов кабельных соединений, на которой в основном показаны кабели, но также могут быть и провода. Это не обязательно показывает физические отношения.

Шестой тип — это список проводки . Он состоит из табличных данных и инструкций, необходимых для установки проводных соединений. Список проводки представляет собой форму схемы соединения или взаимосвязи. Обычно он подготавливается для одной или нескольких связанных сборок. Он включает (i) идентификацию местоположения и методы заделки для каждого конца провода, (ii) описание каждого провода (например, тип, размер, цвет и т. д.), (iii) соединение элементов с выводами провода, (iv) материал (провода, рукава и т. д.) и технологические требования к соединениям, (v) ссылка на соответствующий сборочный чертеж, схему соединений, схему соединений или чертеж жгута проводов.

Седьмой тип — это логическая схема . Он изображает логические функции системы на любом уровне сборки. Он подготовлен для (i) иллюстрации логических функций и (ii) облегчения анализа схемы и диагностики проблем с оборудованием. Он включает (i) логические функции, изображаемые логическими символами, соединенными линиями, которые представляют пути прохождения сигнала, и (ii) номера выводов, контрольные точки, границы сборки и нелогические функции, необходимые для описания физических и электрических аспектов схемы.

Чертежи специального назначения

Чертежи специального назначения бывают нескольких типов. Они описаны ниже.

Чертеж жгута проводов определяет технические требования и устанавливает идентификацию элемента для жгута проводов (группа индивидуально изолированных проводников, включая экранированные провода и коаксиальные кабели, скрепленные вместе шнуром для шнуровки или другим креплением). Он готовится в виде подробного или упрощенного чертежа. Он включает (i) графические изображения, (ii) таблицу проводки или ссылку на список проводки, в котором указаны номера проводов или цветовые коды, условные обозначения цепей, длины проводов, тип и сечение проводов, методы подключения и другие связанные данные, (iii ) инструкции по изготовлению жгутов, минимальные радиусы изгиба проводов и перекрестные ссылки на используемые сборочные или установочные чертежи и соответствующие электрические схемы, (iv) список деталей с указанием деталей (соединители, клеммные наконечники и т. д.) и необходимых сыпучих материалов. для изготовления привязи и (v) применимые процессы.

На чертеже сборки кабеля изображена сборка электрического кабеля определенной длины и установлена ​​идентификация элемента для этой сборки. Он подготовлен для описания силовых, сигнальных, радиочастотных, звуковых и электрических кабелей общего назначения, включая как одножильные, так и разветвленные кабели. Он включает (i) размеры и допуски на общую длину и места разрыва, (ii) идентификацию частей, сыпучих материалов и процессов, необходимых для изготовления кабельной сборки, (iii) подготовку концов кабеля, (iv) ориентацию и смещение. соединителей, (v) максимальный диаметр кабеля, (v) минимальные радиусы изгиба для проводки в узле, (vi) подробные виды формованных областей, (vii) схемы укладки проводников, (viii) идентификационная полоса или другие требования к маркировке, ( viii) список проводки, электрическая схема или принципиальная схема, (ix) отделка, специальная сборка и/или инструкции по хранению и (x) требования к испытаниям.

Наборы чертежей печатных плат состоят из тех чертежей, которые определяют конфигурацию печатных плат или печатных плат и сборок. Они устанавливают требования к сборке и испытаниям. Типичный набор чертежей включает сборочный чертеж, принципиальную схему, мастер-чертеж и может включать мастер-графику. Он определяет технические требования к сборке и включает (i) идентификацию деталей, материалов и процессов, необходимых для сборки, (ii) требования к электроизоляции, (iii) условные обозначения, идентификацию клемм, символы полярности и индексные метки, (iv) ) контрольные размеры, (v) проволочные перемычки, (vi) требования к идентификации и маркировке для отслеживания, точечное соединение, защитное покрытие и маскирование, монтаж деталей, опора и сборка, чистота, ориентация и полярность деталей, защита от электростатического разряда, специальный припой вилка, формирование выводов и электрические испытания, (vii)   паяльная маска и (ix) идентификация справочного документа. Мастер-чертеж содержит полное инженерное описание печатной платы, которое включает (i) все размеры и допуски, необходимые для определения размера и формы платы, расположения монтажных отверстий, вырезов и размеров отверстий и т. д., (ii) расположенные безразмерные отверстия по рисунку проводников и на теоретических пересечениях сетки, (iii) минимальные кольцевые кольца для рисунков проводников, окружающих клеммные отверстия, для контроля как отношения отверстия к клемме, так и совмещения между слоями, (iv) минимальная ширина проводника, интервалы и расстояние до краев платы , (v) регистрационные метки для обеспечения надлежащего совмещения рисунков и шаблонов маркировки на двусторонних и многослойных платах, (vi) определение деталей поперечного сечения многослойных плат, (vii) толщины диэлектриков между слоями многослойных плат, (viii) требования к сырью и покрытию, (ix) допуски на травление, (x) маркировка условного обозначения, (xi) максимальное номинальное напряжение, (xi) требования к идентификации и маркировке для отслеживания , (xii) контрольные точки, (xiii) требования к тестовым выводам, (xiv) форма и расположение рисунков проводников или цепей, расположение отверстий и требования к печатной маркировке, (xv) критические особенности рисунка, которые могут повлиять на характеристики схемы, (xvi) изображения проводников или схем и требования к печатной маркировке, (xvii) применимая спецификация процесса и (xviii) технологические допуски, использованные при подготовке эталона художественного произведения. Образец художественного произведения представляет собой прецизионный масштабный образец на стабильном основном материале, используемый для изготовления печатных плат с точностью, установленной мастер-чертежами, а также для установления и контроля конфигурации проводника или схемы и рисунков маркировки, когда эти детали не включены в мастер-чертежи.

Чертеж микросхемы определяет технические требования и устанавливает идентификацию микросхемы. Он подготовлен для установления физических и функциональных характеристик, необходимых для обеспечения взаимозаменяемости микросхем. Он включает (i) требования к схеме и монтажу, (ii) требования к рабочим характеристикам, (iii) принципиальные схемы, показывающие функциональные электрические элементы микросхемы, (iv) требования к маркировке, (v) идентификацию функций входных и выходных контактов и (vi) положения об обеспечении качества.

Чертеж без размеров представляет форму и другие конструктивные особенности объекта в точном масштабе, преимущественно без размеров. Он подготовлен для описания предметов, которые могут быть изготовлены с использованием шаблонов для изготовления предмета или для создания инструмента для использования при изготовлении предмета. Он включает (i) информацию, необходимую для изготовления изображенных предметов в пределах требуемых проектных ограничений, (ii) сетку координат x-y или шкалу для проверки размеров чертежа и (iii) размеры допусков, где требуется больший или меньший контроль для конкретных функций.

Чертеж комплекта идентифицирует элемент или группу элементов с инструкциями по их использованию. Он не обязательно определяет полную функциональную сборку. Он составляется, когда желательно идентифицировать все элементы, необходимые для выполнения конкретной операции в виде комплекта. Он включает в себя (i) список частей содержимого комплекта, включая идентификацию каждого элемента, (ii) документы, которые являются частью комплекта, (iii) графические изображения, (iv) требования к специальным инструментам для установки комплекта. и (v) требования к повторным испытаниям или повторной калибровке.

Чертеж изгиба трубы устанавливает с помощью графического или табличного описания или их комбинации определение конечного продукта для одной, многоплоскостной трубы или узла трубы вместе с идентификацией изогнутой трубы или узла трубы. Он подготовлен для определения полных требований и конфигурации жестких или полужестких трубопроводов для непосредственного использования при формовании на вытяжном гибочном станке. Изготавливается в виде чертежа детали, сборки или сборки детали. Он включает (i) материал трубы, (ii) типы концов, (iii) идентификацию и количество фитингов, (iv) требования к размерам, включая радиусы изгиба, углы, точки пересечения, промежуточные и общие длины, и (v) другие данные, необходимые для определить требования к дизайну.

Чертеж соответствующего набора определяет элементы, которые соответствуют друг другу и для которых необходима замена в виде соответствующего набора. Он составляется, когда требуемые размеры, допуски или другие характеристики элементов могут быть указаны только в терминах согласованной связи. Сюда входят элементы, взаимозаменяемые только в составе набора из-за особых требований к механической обработке, электрическим характеристикам, производительности и т. д. Сюда входят (i) физические или функциональные характеристики сопряжения согласованных элементов (набора), (ii) уникальный идентификатор, присвоенный каждому частей и к согласованному набору, и (iii) дискретная идентификационная маркировка согласованного набора.

Чертеж определения контура содержит математическое, числовое или графическое определение, необходимое для обнаружения и определения контурной поверхности. Он не устанавливает идентификацию предметов для предметов, описанных на нем. Он подготовлен для определения сложной геометрии поверхности, которую неудобно включать в детальные чертежи изделия. Он включает (i) математические уравнения для геометрических элементов, (ii) табулированные координаты, (iii) графические разрезы и (iv) сводку элементов и взаимосвязей с более базовыми системами координат в соответствующих комбинациях для определения контурной поверхности или желаемого объекта. точки на контурной поверхности.

Чертеж компьютерной программы описывает детали конструкции, устанавливает идентификацию элемента и обеспечивает управление программным обеспечением, которое он представляет. Обычно используются три типа рисунков. Это (i) чертеж списка компьютерных программ, (ii) чертеж сборки компьютерной программы и (iii) чертеж набора компьютерных программ. Чертеж списка компьютерных программ подготовлен для документирования действующих компьютерных программ / программного обеспечения. Он предоставляет детали дизайна и устанавливает идентификацию элемента для компьютерной программы. Он идентифицирует основной исходный код, объектный код или и то, и другое для компьютерной программы в удобочитаемой форме. На чертеже указаны материалы носителя, требования к маркировке и применимые спецификации. Также указывается тип программных инструментов (компьютер, ассемблер, компилятор и т. д.), необходимых для создания объектного кода из исходного кода. Сборочный чертеж компьютерной программы содержит сгенерированные компьютером карты нагрузки компьютерных программ с несколькими компонентами/подпрограммами. В нем перечислены все подпрограммы и указаны носители, тип оборудования, необходимого для создания компьютерной программы, требования к маркировке и применимые спецификации. Он устанавливает идентификацию изделия для процесса сборки. Набор компьютерных программ для рисования группирует две или более отдельных компьютерных программ в набор для удобства работы. Он состоит из списка деталей, в котором указаны компьютерные программы и соответствующие примечания. Он устанавливает идентификацию элемента для набора.

Изменение чертежей

Изменение типов чертежей (чертежи измененного элемента, выбранного элемента и модификации) не используются для элементов, изготовленных из сырья или сыпучих материалов, элементов, приобретаемых в больших количествах (профили, швеллерные гайки, шарниры и т. д.), или такие полуфабрикаты, как глухие панели, отливки, ящики для электронного оборудования и т. д.

Чертеж измененного элемента описывает физическое изменение существующего элемента под контролем другой проектной деятельности. Тип чертежа позволяет вносить требуемые изменения любому компетентному производителю, включая исходного производителя, проектную деятельность по изменению или третьей стороне. Он устанавливает новую идентификацию элемента для измененного элемента. Чертеж измененного элемента включает (i) информацию, необходимую для идентификации существующего элемента до внесения изменений, включая идентификацию исходного элемента, (ii) полную информацию об изменении, (iii) уникальный идентификатор, присвоенный измененному элементу, (iv) повторное -требования к идентификационной маркировке и список деталей, когда изменение требует каких-либо дополнительных элементов для производства измененного элемента.

Чертеж выбранного элемента определяет уточненные критерии приемки для существующего элемента, находящегося под контролем другой проектной деятельности, что требует дальнейшего выбора, ограничения или тестирования таких характеристик, как посадка, допуск, материал (в случаях, когда альтернативные материалы используются в существующий элемент), производительность, надежность и т. д. в изначально установленных пределах. Этот чертеж устанавливает новую идентификацию элемента для выбранного элемента. Чертеж выбранного элемента подготавливается, когда возможно выбрать из существующей группы существующих элементов те элементы, которые (i) соответствуют требуемым характеристикам для конкретного применения и (ii) проходят дополнительные испытания или проверки, налагаемые используемой проектной деятельностью для характеристики, обычно не указанные для исходного товара. Чертеж выбранного элемента устанавливает подробные критерии, на которых основывается выбор элемента.

Чертеж модификации описывает изменения элементов после их доставки. Когда это требуется для целей контроля, на чертеже требуется повторная идентификация измененного элемента. Чертеж подготовлен для добавления, удаления или переделки элементов для удовлетворения требований пользователя или внесения обязательных изменений в поставленное оборудование. Чертеж модификации не является заменой существующих типов чертежей, используемых для производства изделия до модификации. Инженерные изменения вносятся в последние типы чертежей в той мере, в какой будущее производство должно отражать эти модификации. Чертеж модификации включает в себя полную информацию для внесения изменений, которая включает (i) инструкции по удалению или установке затрагиваемых частей, (ii) специальные примечания, (iii) идентификацию затронутых элементов до модификации, (iv) действенность элементов подлежащие модификации, (v) инструкции по повторной идентификации измененных элементов, (vi) размеры, необходимые для выполнения модификации, (vii) список деталей, определяющий все элементы, необходимые для модификации, (viii) список специальных инструментов или оборудования требуется, и (ix) инструкции по утилизации неиспользуемых отверстий, проводов, удаленных предметов и т. д.

Логические микросхемы. Часть 2 — Gates

Логические элементы работают как самостоятельные элементы в виде микросхем малой степени интеграции, так и входят как составные части в микросхемы более высокой степени интеграции. Таких элементов можно насчитать не один десяток.

Но сначала поговорим только о четырех из них — это элементы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ. Основными элементами являются первые три, а элемент И-НЕ представляет собой уже комбинацию элементов И-НЕ. Эти элементы можно назвать «кирпичиками» цифровой техники. Для начала нужно рассмотреть, какова логика их действий?

Вспомним первую часть статьи о цифровых схемах. Было сказано, что напряжение на входе (выходе) микросхемы в пределах 0…0,4 В является уровнем логического нуля, или низким уровнем напряжения. Если напряжение находится в пределах 2,4…5,0 В, то это уровень логической единицы или напряжение высокого уровня.

Рабочее состояние микросхем серии К155 и других микросхем с напряжением питания 5В характеризуется именно такими уровнями. Если напряжение на выходе микросхемы находится в пределах 0,4…2,4В (например, 1,5 или 2,0В), то уже можно думать о замене этой микросхемы.

Практический совет: чтобы убедиться, что эта микросхема неисправна по выходу, отключите от нее вход следующей за ней микросхемы (или несколько входов, подключенных к выходу этой микросхемы). Эти входы могут просто «посадить» (перегрузить) выходной чип.

Графические соглашения

Графические символы представляют собой прямоугольник, содержащий линии ввода и вывода. Входные линии элементов расположены слева, а выходные линии справа. То же самое относится и к целым листам со схемами: с левой стороны все сигналы входные, с правой — выходные. Это как строчка в книге — слева направо, так легче будет запомнить. Внутри прямоугольника находится условный знак, обозначающий функцию, выполняемую элементом.

Логический элемент И

Рассмотрение логических элементов начнем с элемента I.

Рисунок 1. Логический элемент И

Его графическое обозначение показано на рисунке 1а. Символом функции И является английский символ «&», который в английском языке заменяет союз «и», ведь ведь вся эта «лженаука» была придумана проклятыми буржуями.

Входы элемента обозначаются как X с индексами 1 и 2, а выход, как выходная функция, буквой Y. Просто, как в школьной математике, например, Y = K * X или, в общем случае Y = f (x). Элемент может иметь более двух входов, что ограничивается только сложностью решаемой задачи, но выход может быть только один.

Логика работы элемента следующая: напряжение высокого уровня на выходе Y будет только тогда, когда А на входе Х1 И на входе Х2 будет напряжение высокого уровня. Если элемент имеет 4 или 8 входов, то указанное условие (высокий уровень) должно выполняться на всех входах: И-на входе 1, И-на входе 2, И-на входе 3….. И-на входе Н. Только в этом случае на выходе тоже будет высокий уровень.

Для того, чтобы было легче понять логику работы элемента И, его аналог в виде контактной схемы представлен на рисунке 1б. Здесь выход элемента Y представлен лампой HL1. Если лампа горит, то это соответствует высокому уровню на выходе элемента I. Часто такие элементы называют 2-я, 3-я, 4-я, 8-я. Первая цифра указывает количество входов.

В качестве входных сигналов Х1 и Х2 используются обычные кнопки «звонок» без фиксации. Открытое состояние кнопок — это состояние низкого уровня, а закрытое состояние, естественно, высокое. В качестве источника питания на схеме показана гальваническая батарея. Пока кнопки в открытом состоянии, лампа, естественно, не светится. Лампа будет включаться только при одновременном нажатии обеих кнопок, т.е. I-SB1, I-SB2. Такова логическая связь между входным и выходным сигналом элемента I.

Наглядное представление работы И элемент можно получить, посмотрев на временную диаграмму, показанную на рисунке 1с. Сначала на входе X1 появляется сигнал высокого уровня, а на выходе Y ничего не происходит, остается сигнал низкого уровня. На входе X2 сигнал появляется с некоторой задержкой относительно первого входа, а на выходе Y появляется сигнал высокого уровня.

Когда сигнал на входе X1 низкий, выход также устанавливается на низкий уровень. Или, другими словами, сигнал высокого уровня удерживается на выходе до тех пор, пока на обоих входах присутствуют сигналы высокого уровня. То же самое можно сказать и о более многовходовых элементах И: если это 8-И, то для получения высокого уровня на выходе высокий уровень надо держать сразу на всех восьми входах.

Чаще всего в справочной литературе состояние выхода логических элементов в зависимости от входных сигналов приводится в виде таблиц истинности. Для рассматриваемого элемента 2-I таблица истинности представлена ​​на рис. 1г.

Таблица чем-то похожа на таблицу умножения, только меньше. Если внимательно его изучить, то можно заметить, что высокий уровень на выходе будет только тогда, когда на обоих входах присутствует напряжение высокого уровня или, что то же самое, логическая единица. Кстати, сравнение таблицы истинности с таблицей умножения далеко не случайно: все таблицы истинности электроники знают, что называется, наизусть.

Также функцию И можно описать с помощью алгебры логики или булевой алгебры. Для двухвходового элемента формула будет выглядеть так: Y=X1*X2 или другая форма записи Y=X1^X2.

Логический элемент ИЛИ

Далее мы рассмотрим вентиль ИЛИ.

Рис. 2. Логический вентиль ИЛИ

Его графическое обозначение аналогично только что рассмотренному элементу И, за исключением того, что вместо символа & для функции И внутри прямоугольника вписана цифра 1, как показано на рис. 2а. В данном случае она обозначает функцию ИЛИ. Слева расположены входы Х1 и Х2, которых, как и в случае с функцией И, может быть больше, а справа выход, обозначенный буквой Y.

В форме формулы булевой алгебры функция ИЛИ записывается как Y = X1 + X2.

Согласно этой формуле Y будет истинным, когда ИЛИ на входе Х1, ИЛИ на входе Х2, ИЛИ на обоих входах сразу будет высокий уровень.

Схема контактов, показанная на рисунке 2b, поможет понять сказанное: нажатие любой из кнопок (высокий уровень) или обеих кнопок одновременно приведет к свечению лампы (высокий уровень). В данном случае кнопки — это входные сигналы Х1 и Х2, а свет — выходной сигнал Y. Для облегчения запоминания на рисунках 2в и 2г показаны временная диаграмма и таблица истинности соответственно: достаточно проанализировать работу показанной контактной схемы со схемой и таблицей, так как все вопросы отпадут.

Логический элемент НЕ, инвертор

Как сказал один преподаватель, в цифровой технике нет ничего сложнее инвертора. Возможно это и есть на самом деле.

В алгебре логики операция НЕ называется инверсией, что в переводе с английского означает отрицание, то есть уровень сигнала на выходе соответствует прямо противоположному входному сигналу, что выглядит как Y=/X в виде формула

(Косая черта перед X обозначает реальную инверсию. Обычно вместо косой черты используется подчеркивание, хотя такое обозначение вполне приемлемо.).

Графический символ элемента НЕ является квадратом или прямоугольником, внутри которого вписана цифра 1.

Рисунок 3. Инвертор

В данном случае это означает, что данный элемент является инвертором. У него только один вход X и выход Y. Выходная линия начинается с маленького кружочка, что собственно и указывает на то, что данный элемент является инвертором.

Как только что было сказано, инвертор — сложнейшая цифровая схемотехника. И это подтверждает его схема контактов: если раньше хватало только кнопок, то теперь к ним добавилось реле. Пока кнопка SB1 не нажата (логический ноль на входе), реле К1 обесточено и его нормально замкнутые контакты включают лампочку HL1, что соответствует логической единице на выходе.

Если нажать на кнопку (подать на вход логическую единицу), реле включится, контакты К1.1 разомкнутся, лампочка погаснет, что соответствует логическому нулю на выходе. Сказанное выше подтверждается временной диаграммой на рис. 3в и таблицей истинности на рис. 3г.

Логический элемент И-НЕ

Элемент И НЕ является комбинацией элементов И и НЕ.

Рисунок 4. Логический элемент И-НЕ

Следовательно, на его графическом обозначении присутствует символ & (логическое И), а линия выхода начинается с кружка, указывающего на наличие инверторного элемента.

Контактный аналог логического элемента показан на рисунке 4б, и, если присмотреться, он очень похож на аналог инвертора, изображенного на рисунке 3б: лампочка также включается через нормально замкнутые контакты реле К1. На самом деле это инвертор. Реле управляется кнопками SB1 и SB2, которые соответствуют входам Х1 и Х2 логического элемента И. На схеме видно, что реле будет включено только при нажатии обеих кнопок: в этом случае кнопки выполняют функцию & (логическое И). При этом лампа на выходе гаснет, что соответствует состоянию логического нуля.

Если не нажаты обе кнопки или хотя бы одна из них, то реле выключено, а на выходе схемы горит лампочка, что соответствует уровню логической единицы.

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

Во-первых, если хотя бы на одном входе есть логический ноль, то на выходе будет логическая единица. Такое же состояние на выходе будет и в том случае, когда на обоих входах присутствуют нули сразу. Это очень ценное свойство элементов И-НЕ: если соединить оба входа, то элемент И-НЕ становится инвертором — он просто выполняет функцию НЕ. Это свойство позволяет не ставить специальную микросхему, содержащую сразу шесть инверторов, когда требуется только один или два.

Во-вторых, ноль на выходе можно получить, только если «собрать» на всех входах единицы. В этом случае целесообразно назвать рассматриваемый логический элемент 2И-НЕ. Двойка говорит о том, что этот элемент двухвходовой. Практически во всех сериях микросхем встречаются также 3-х, 4-х и восьмивходовые элементы. При этом у каждого из них есть только один выход. Однако элемент 2И-НЕ считается базовым элементом во многих сериях цифровых микросхем.

При различных вариантах подключения входов можно получить еще одно замечательное свойство. Например, соединив вместе три входа восьмивходового элемента 8И-НЕ, мы получим элемент 6И-НЕ. А если соединить все 8 входов вместе, то получится просто инвертор, как было сказано выше.

На этом знакомство с логическими элементами закончено. В следующей части статьи рассмотрим простейшие эксперименты с микросхемами, внутреннее устройство микросхем, простейшие устройства, например генераторы импульсов.

Борис Аладышкин

Продолжение статьи: Логические микросхемы. Часть 3

[PDF] 95632 — Скачать PDF бесплатно

РЕДАКЦИИ LTR

ОПИСАНИЕ

ДАТА (YR-MO-DA)

УТВЕРЖДЕНО

A

Добавить параграф 1.3 и Приложение A в соответствии с NOR 5962-R031-97.

96-11-06

R. MONNIN

B

Добавьте критерии класса T устройства. Редакционные изменения повсюду. Перерисовано. -lgt

98-12-23

R. MONNIN

C

Добавить поставщика CAGE F8859. Обновлена ​​сноска 2/ в таблице I, чтобы включить обозначение RHA «D». Обновите шаблон, чтобы отразить текущие требования. -rrp

02-11-27

Р. МОННИН

Д

Добавьте температуру перехода к 1.3. Внесены изменения в тесты времени задержки распространения, tPZH/tPZL и tPLZ/tPHZ в таблице I. оставил ENABLE с ENABLE . — ro

03-08-20

R. HEBER

F

Добавить тип устройства 02. Обновить характеристики излучения согласно параграфу 1.5. Добавить параграф 2.2 Информация ASTM и Таблицу IB. Исключить пункты из таблицы III «Испытания на блокировку, вызванную мощностью дозы» и «Испытания на отклонение от мощности дозы». — Ро

12-04-17

C. SAFFLE

G

Добавить схему корпуса Y. Добавить примечание под рис. 1. Удалить ссылки на устройства класса M. — ro

13-05-22

C. SAFFLE

H

Внесите исправление в сноску 5/, как указано в Таблице I, удалив 500 Ом и заменив его на 50 Ом. — ro

14-04-01

C. САФЕЛЬ

РЕВ. ЛИСТ РЕД.

H

H

H

H

9 05

H 9 00006 H

H

H

H

SHEET

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

REV STATUS

REV

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

OF SHEETS

Лист

1

2

3

4

5

6

7

10

110005

12

13

9

12

9

14

12

14

.

, подготовленный Кеннетом С. Райсом

Стандартный рисунок микроциркуляции. Этот рисунок доступен для использования всеми департаментами и агентствами Министерства обороны

AMSC N/A

DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 http://www.landandmaritime.dla.mil

ПРОВЕРЕНО САНДРОЙ РУНИ УТВЕРЖДЕНО МАЙКЛ ФРАЙ ЧЕРТЕЖ ДАТА УТВЕРЖДЕНИЯ 13.07.95 Драйвер, монолитный кремний размер

Код клетки

A

67268 Лист

Форма DSCC 2233 APR 97

5962-95632 1 из 24 5962-E244-14

1. Применение 1.1. На этом чертеже задокументированы три уровня классов гарантии продукта, включая высокую надежность (устройство класса Q), космическое применение (устройство класса V) и соответствующие спутниковые и аналогичные приложения (устройство класса T). Доступен выбор контуров корпуса и отделки выводов, что отражено в номере детали или идентификационном номере (PIN). Когда доступно, выбор уровней обеспечения радиационной стойкости (RHA) отражается в PIN-коде. Для устройств класса T пользователю рекомендуется ознакомиться с планом управления качеством (QM) производителя в рамках оценки этих деталей и их приемлемости для предполагаемого применения. 1.2 ПИН-код. PIN-код показан в следующем примере: 5962

F

Федеральный Устройство классов фондов \

95632

Устройство RHA (см. 1.2.1)

01

V

x

C

Тип устройства (см. 1.2.2)

. обозначение (см. 1.2.3)

Внешний вид корпуса (см. 1.2.4)

Покрытие свинца (см. 1.2.5)

/

\/ Номер чертежа

1.2.1 Обозначение RHA. Устройства классов Q, T и V с маркировкой RHA соответствуют уровням RHA, указанным в MIL-PRF-38535, и маркируются соответствующим обозначением RHA. Дефис (-) указывает на устройство без RHA. 1.2.2 Тип(ы) устройства. Тип(ы) устройства идентифицируют функцию цепи следующим образом: Тип устройства 01 02

Общий номер 26CT31RH 26CT31EH

Функция цепи Радиационно-стойкий счетверенный дифференциальный драйвер линии Радиационно-стойкий счетверенный дифференциальный драйвер линии

1. 2.3 Обозначение класса устройства. Обозначение класса устройства представляет собой одну букву, обозначающую следующий уровень гарантии продукта: Класс устройства

Документация по требованиям к устройству

Q, V

Сертификация и квалификация в соответствии с MIL-PRF-38535

T

Сертификация и квалификация в соответствии с MIL- PRF-38535 с характеристиками, указанными в плане управления качеством, утвержденном производителями устройств.

1.2.4 Описание дела. Внешний вид корпуса соответствует стандарту MIL-STD-1835 и выглядит следующим образом: Буква E X Y

Описательное обозначение

Клеммы

CDIP2-T16 CDFP4-F16 CDFP4-F16

16 16 16

Упаковка двойного типа в линию Плоская упаковка Плоская упаковка с заземленной крышкой

1.2.5 Свинцовая отделка. Покрытие выводов соответствует стандарту MIL-PRF-38535 для устройств классов Q, T и V.90 DSCC FORM 2234 APR 97

РАЗМЕР

5962-95632

A УРОВЕНЬ РЕДАКЦИИ

H

ЛИСТ

2 Абсолютные максимальные значения 3. s

1,00 1/ Напряжение питания …………………………………………….. …………………………………………. ……….. Входы, E, E напряжения ………………………….. …………………………………………. ………….. Выходное напряжение (питание включено или выключено (0,0 В)) ………………….. ……………………………………… Входной ток диода постоянного тока ( любой ввод) ……………………………………………………. …………… Ток стока постоянного тока (любой выход) …………… …………………………………………. ………………… Постоянный ток VDD или ток заземления …………………… …………………………………………. ……………. Рассеиваемая мощность при TA = 125°C (PD) ………………….. …………………………………………

от -0,5 В до +7,0 В от -0,5 В до VDD+0,5 В от -0,5 В до +7,0 В ±20 мА 350 мА 400 мА 0,44 Вт 2/

Для TA = от -55°C до 125°C: Корпус контур Е . ……………………………………………………… …………………………………………. , Очертания дела X и Y ……………………………………….. ………………………………………… Диапазон температур хранения ….. …………………………………………. …………………………… Температура свинца (пайка, 10 секунд) …….. …………………………………………. ….. Температура перехода (ТДж) …………………………………. ………………………………………….

0,667 Вт 0,526 Вт от -65°C до +150°C 300°C +175°C

Термическое сопротивление переход-корпус (θJC) …………… …………………………………………. Видеть MIL-STD-1835 Термическое сопротивление переход-окружающая среда (θJA): схема корпуса E ……………………….. …………………………………………. …………….. 75°C/Вт Контуры корпуса X и Y ……………. ……. …………………………………… …………………. 95°C/Вт 1.4 Рекомендуемые условия эксплуатации. Диапазон рабочих температур (ТА) ………………………………………… …………………………… от -55°C до +125°C Диапазон напряжения питания (VDD) .. …………………………………………. ……………….. от +4,5 В до +5,5 В Низкое входное напряжение (VIL) … …………………………………………. ………………………………….. от 0 В до 0,8 В, максимум Высокий вход напряжение (VIH) ……………………………………………… …………………………………………. VDD к VDD /2 В, минимальное время нарастания и спада на входе ……………………………….. …………………………………………. ….. Максимум 500 нс Динамический ток (IDYN) при +25 °C …………………… ……………………………………… 3 мА Рассеиваемая мощность (CPD) при +25°C …………. …………………….. ……………170 пФ

_______ 1/ Нагрузки, превышающие абсолютный максимум, могут привести к необратимому повреждению устройства. Продолжительная работа на максимальных уровнях может снизить производительность и повлиять на надежность. 2/ Максимальная рассеиваемая мощность устройства определяется как VDD x ICC и должна выдерживать добавленный частичный разряд из-за проверки выходного тока IO при TA = +125°C.

ЧЕРТЕЖ СТАНДАРТНОЙ МИКРОСХЕМЫ DLA НАЗЕМНЫЙ И МОРСКОЙ КОЛУМБУС, Огайо 43218-3990 ФОРМА DSCC 2234 АПРЕЛЬ 97

РАЗМЕР

5962-95632

A УРОВЕНЬ ИЗМЕНЕНИЯ0005

Н

ЛИСТ

3

1.5 Характеристики излучения. Максимально доступная общая доза (мощность дозы = 50–300 рад(Si)/с): Устройство типа 01, классы Q или V ………………………….. …………………………………………. ….. Тип устройства 01 класс T …………………………………. ………………………………… ………. Тип устройства 02 ……………………………………………… …………………………………………. …… Максимально возможная общая доза (мощность дозы

300 крад (Si) 3/ 100 крад (Si) 3/ 300 крад (Si) 4/ 50 крад (Si) 4/ ≤ 100 МэВ/мг/см

2

5/

Производитель, поставляющий RHA Для устройств типов 01 и 02 на этом чертеже были проведены испытания характеристик, чтобы продемонстрировать, что детали не проявляют повышенной чувствительности к низкой мощности дозы (ELDRS) в соответствии с MIL-STD-883, метод 1019, параграф 3.13.1.1. Следовательно, эти детали можно считать свободными от ELDRS на уровне 100 крад (Si). Производитель будет проводить приемочные испытания партии только с высокой мощностью дозы для каждой пластины в соответствии со стандартом MIL-STD-883, метод 1019., условие A для устройства типа 01. Изготовитель проведет приемочные испытания партии с высокой и низкой мощностью дозы на пластине за пластиной в соответствии с MIL-STD-883, метод 1019, условия A и D для устройства типа 02.

2. ПРИМЕНИМЫЕ ДОКУМЕНТЫ 2.1 Правительственные спецификации, стандарты и справочники. Следующие спецификации, стандарты и справочники являются частью этого чертежа в пределах, указанных здесь. Если не указано иное, выпуски этих документов указаны в тендерном предложении или контракте. СПЕЦИФИКАЦИЯ МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ MIL-PRF-38535 — Интегральные схемы, производство, общая спецификация для. СТАНДАРТЫ ДЕПАРТАМЕНТА ОБОРОНЫ MIL-STD-883 MIL-STD-1835 —

Метод испытаний Стандартные микросхемы. Контуры корпуса стандартных электронных компонентов интерфейса.

СПРАВОЧНИКИ МОДЕЛЯ ОБОРОНЫ MIL-HDBK-103 MIL-HDBK-780 —

Список стандартных чертежей микросхем. Стандартные чертежи микросхем.

(Копии этих документов доступны в Интернете по адресу http://quicksearch.dla.mil или в стойке заказов документов по стандартизации, 700 Robbins Avenue, Building 4D, Philadelphia, PA 19111-5094.)

____ 3/ Изготовитель устройство питания типа 01 прошло испытания характеристик в соответствии с методом MIL-STD-883 1019. параграф 3.13.1.1, и детали не проявляли повышенной чувствительности к низкой мощности дозы (ELDRS) на уровне 100 крад (Si). Пределы конечной точки излучения для указанных параметров гарантируются только для условий, указанных в MIL-STD-883, метод 1019, условие A до максимальной общей дозы 300 крад (Si) для устройств классов V, Q или M и 100 крад (Si) для устройств класса T. 4/

Изготовитель, поставляющий устройство типа 02, провел испытания характеристик в соответствии со стандартом MIL-STD-883, метод 1019.параграф 3.13.1.1, и детали не проявляли повышенной чувствительности к низкой мощности дозы (ELDRS) на уровне 100 крад (Si). Пределы конечной точки излучения для указанных параметров гарантируются только для условий, указанных в MIL-STD-883, метод 1019, условие A до максимальной общей дозы 300 крад (Si) и условие D до максимальной общей дозы 50 крад(Си).

5/

Гарантируется процессом или конструкцией, не проверено.

ЧЕРТЕЖ СТАНДАРТНОЙ МИКРОСХЕМЫ DLA НАЗЕМНЫЙ И МОРСКОЙ КОЛУМБУС, Огайо 43218-3990 ФОРМА DSCC 2234 APR 97

РАЗМЕР

5962-95632

A УРОВЕНЬ РЕДАКЦИИ

H

ЛИСТ

4

2. 2.2.2.2. Следующие документы составляют часть настоящего документа в пределах, указанных в настоящем документе. Если не указано иное, выпуски документов — это выпуски документов, указанные в предложении или контракте. ASTM INTERNATIONAL (ASTM) ASTM F1192 – Стандартное руководство по измерению однократных явлений (SEP), вызванных облучением полупроводниковых устройств тяжелыми ионами. (Копии этого документа доступны в Интернете по адресу http://www.astm.org/ или в ASTM International, почтовый ящик C700, 100 Bar Harbour Drive, West Conshohocken, PA 19.428-2959). 2.3 Порядок старшинства. В случае противоречия между текстом этого чертежа и ссылками, приведенными здесь, текст этого чертежа имеет приоритет. Однако ничто в этом документе не заменяет применимые законы и правила, если только не было получено конкретное исключение.

3. ТРЕБОВАНИЯ 3.1 Требования к позиции. Требования к отдельным элементам для устройств классов Q, T и V должны соответствовать MIL-PRF-38535, как указано в настоящем документе, или в соответствии с изменениями, внесенными в план управления качеством (QM) производителя устройства. Модификация плана QM не должна влиять на форму, посадку или функции, описанные здесь. 3.1.1 Кристалл микросхемы. Требования к кристаллу микросхемы см. в приложении А к настоящему документу. 3.2 Дизайн, конструкция и физические размеры. Конструкция, конструкция и физические размеры должны соответствовать требованиям стандарта MIL-PRF-38535 и настоящего документа для устройств классов Q, T и V. 3.2.1 Схема корпуса. Описание дела должно соответствовать 1.2.4 настоящего документа. 3.2.2 Клеммные соединения. Клеммные соединения должны соответствовать рисунку 1. 3.2.3 Таблица истинности. Таблица истинности должна соответствовать рисунку 2. 3.2.4 Схема радиационного облучения. Цепь радиационного облучения должна поддерживаться изготовителем под контролем уровня пересмотра документации и должна быть доступна для подготовки и приобретения по запросу. 3.3 Электрические характеристики и пределы параметров после облучения. Если здесь не указано иное, электрические рабочие характеристики и пределы параметров после облучения указаны в таблице IA и должны применяться во всем диапазоне рабочих температур окружающей среды. 3.4 Требования к электрическим испытаниям. Требования к электрическим испытаниям должны соответствовать подгруппам, указанным в таблице IIA. Электрические испытания для каждой подгруппы определены в таблице IA. 3.5 Маркировка. Деталь должна быть промаркирована ПИН-кодом, указанным в 1.2 настоящего документа. Кроме того, может быть указан PIN-код производителя. Для упаковок, где маркировка всего PIN-кода SMD невозможна из-за нехватки места, производитель может не маркировать «59».62-«. Для продукта RHA, использующего эту опцию, обозначение RHA должно быть по-прежнему маркировано. Маркировка для устройств классов Q, T и V должна соответствовать MIL-PRF-38535. 3.5.1 Знак сертификации/соответствия. Сертификационным знаком для устройств классов Q, T и V должен быть «QML» или «Q» в соответствии с требованиями MIL-PRF-38535. 3.6 Сертификат соответствия Для устройств классов Q, T и V должен быть сертификат соответствия. требуется от производителя, внесенного в список QML-38535, для выполнения требований этого чертежа (см. 6.6.1 в настоящем документе). 3.7 Сертификат соответствия Сертификат соответствия, требуемый для устройств классов Q, T и V в MIL- ПРФ-38535 должна быть предоставлена ​​с каждой партией микросхем, поставляемых по данному чертежу. .

Стандартный рисунок микроцирзака DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

A REVISION Уровень

H

Лист

5

. Электрические характеристики.

Испытание

Символ

Условия 1/ 2/ -55°C ≤ TA ≤ +125°C, если не указано иное

Подгруппы группы A

Тип устройства

Пределы Мин.

Выходное напряжение высокого уровня0005

VOH

Низкоуровневое выходное напряжение

VOL

Дифференциальное выходное напряжение

VT, VT

VDD = 4,5 В и 5,5 В, IO = -20 мА

3/

Max

1, 2, 2, 2, 2/

Max

1, 2, 2, 2. 3

01, 02

2,5

V

1, 2, 3

01, 02

1, 2, 3

01, 02

1, 2, 3

01, 02

. 0,4

В

1, 2, 3

01, 02

3,0

V

1, 2, 3

01, 02

0,4

V

4/

VDD = 4,5 В и 5,5 В, IO = 20 мА

Блок

0,5

V

3 / 4/

VDD = VIH = 4,5 В,

2,0

В

VIL = 0 В, RL = R1 + R2

VIL = 0 В, RL = R1 + R2 5/

VOS –

VDD = VIH = 4,5 В,

VOS 

VIL = 0 В, RL = R1 + R2 5/

VOS –

VDD = VIH = 4,5 В,

VOS 

VIL = 0 В, RL = R1 + R2 5/

Входное напряжение высокого уровня

VIH = 5,5 В, 5,5 В, DD 6 5 6/

1, 2, 3

01, 02

Низкий уровень входного напряжения

VIL

VDD = 4,5 В, 5,5 В 6/

1, 2, 3

01, 02

0,8

В

1, 2, 3

01, 02

500

мкА

1, 2, 3

01, 02

± 5,0

мкА

1, 2, 3

01, 02

2,0

MA

1, 2, 3

01, 02

± 1,00005

5

01, 02

. 1, 2, 3

01, 02

100

мкА

1, 2, 3

01, 02

-1,5

В

Разница в дифференциальном выводе

В

VDD/2,0

VDD = 5,5 В, ток питания в режиме ожидания

IDDSB

Выход = Open, VIN = VDD или GND VDD = 5,5 В,

Ток выходной утечки с тремя состояниями

IOS

Delta Pulping Cucce

∆ICC

Входной теку напряжения = 0 В или VDD 7/ VDD = 5,5 В, VIN = 2,4 В, 0,5 В VDD = 5,5 В, VIN = VDD или GND VDD = 0,0 В,

Выходной ток утечки при отключении питания

IOFF

VOUT = 6,0 В, 250 мВ,

-100

Входы = GND Входное фиксирующее напряжение

VIC

AT -1,0 мА при +1,0 мА

Функциональный тест

+1,5

См. 4.4.1B

7, 8A, 8B

01, 02

См. Спинок в конце таблицы.

Стандартный рисунок микроцирзака DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

A REVISION Уровень

H

Лист

70009

Tail. Электрические характеристики — продолжение.

Тест

Время задержки распространения

Время подъема и падения

Выходной шаг

Символ

TPLH, TPHL

Условия 1/2/ -55 ° C ≤ TA ≤ +125 ° C, если не указано иное

VDD. = 4,5 В

Группа А подгруппы

9, 10, 11

5/

Тип устройства

01, 02

MAX

2

22

2

22

2

9

2

9

2

9

2

2

2

ТПЖ,

9, 11

5

28

TPZL

10

5

33

TPLZ,

9, 11

2

22

TPHZ

10

2

27

1

10

NS

3

NS

TTHL,

VDD = 4,5 В

5/

VDD = 4,5 В

5/

9 8/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

99/

9/

99/

. 100 Ом, CL = 40 пФ

TTLH

9, 10, 11

01, 02

9, 10, 11

01, 02

Примечание. Приведенные ниже параметры не являются частью электрических характеристик после облучения. 9/ Input capacitance

CIN

VDD = open, f = 1 MHz

4

01, 02

12

pF

Output capacitance

COUT

VDD = open, f = 1 MHz

4

01, 02

12

пФ

1, 2, 3

01, 02

-150

MA

1, 2, 3

01, 02

В.Д. GND, VOUT = 0 V

-30

10/

VDD = 4,5 В, Сопротивление в штате

RON

VOUT = 1,5 В,

10

VIN = VDD или GND 1//

ω

VIN = VDD или GND 1//

ω

VIN = VDD или GND 1/

ω

VIN = VDD или GND 1/

ω

VIN = VDD или GND 1/

.

Устройство RHA типа 01, представленное на этом чертеже, соответствует всем уровням облучения M, D, P, L, R и F для устройств классов Q или V и уровням M, D, P, L и R для устройств класса T. Однако , устройства типа 01 для устройств классов Q и V тестируются только на уровне «F», а устройства класса T тестируются только на уровне «R» (см. 1.5 здесь) в соответствии с методом MIL-STD-883 1019.условие A. Устройство RHA типа 02, поставляемое на этом чертеже, соответствует всем уровням облучения M, D, P, L, R и F для условия A и уровням M, D, P и L для условия D. Однако тип устройства 02 тестируется только на уровне «F» в соответствии с MIL-STD-883, метод 1019, условие A, и тестируется на уровне «L» в соответствии с MIL-STD-883, метод 1019, условие D (см. 1.5). здесь). Значения до и после облучения идентичны, если иное не указано в таблице IA. При выполнении послереакторных электрических измерений для любого уровня RHA TA = +25°C.

2/ 3/ 4/

Все напряжения относятся к заземлению устройства. Функции силы/меры могут быть взаимозаменяемы. VIL = 0,8 В и VIN = VDD/2.

Стандартный рисунок микроцирзака DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

A REVISION Уровень

H

Лист

Tail. Электрические характеристики — продолжение.

5/ 6/

Эти условия подробно описаны в спецификации EIA RS-422 (R1 = R2 = 50 Ом). См. рис. 3. Этот параметр проверен в качестве входных данных для VOL, VOH и IOZ, а также функциональных тестов.

7/ 8/ 9/

Входы кондиционированы, чтобы иметь выход в состоянии, противоположном принудительному состоянию IOZ. Перекос определяется как разница в задержках распространения между дополнительными выходами в точке 50%. Испытывались первоначально и после любых изменений конструкции или процесса, влияющих на эти параметры, и поэтому должны соответствовать значениям, указанным в таблице IA. 10/ Закорачивать можно только один выход.

ТАБЛИЦА IB. Ограничения теста SEP. 1/ 2/ Типы устройств

Смещение для теста фиксации одиночного события (SEL); максимальное рабочее напряжение VDD = 5,5 В 2

Нет SEL при эффективной LET = [МэВ/мг/см ] LET ≤ 100

01, 02 1/ 2/

3/

Условия испытаний SEP см. в 4.4.4.3 настоящего документа. Технологические характеристики и проверка модели, дополненные оперативными данными, могут использоваться вместо заключительных испытаний. План испытаний должен быть утвержден TRB и квалификационной деятельностью. Испытано на фиксацию при наихудшей рабочей температуре, TA = +125°C ± 10°C.

4/ 5/

Испытано на LET ≤ 100 МэВ/мг/см, защелки не происходит. Гарантируется процессом или конструкцией, не проверено.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

3/4/5/

2

Размер

5962-95632

A Revision Level

H962-95632

A Revision

H

6666632

AVISIO

8

Типы устройств

01 и 02

Стоимость корпуса

E, X и Y См. Примечание

Терминал номер

Терминальный символ

1

AIN

2

AO

0005

3

AO

4

ENABLE

5

BO

6

BO

7

BIN

8

GND

9

CIN

10

CO

11

CO

12

Включение

13

DO

14

DO

15

DIN

16

VDD

Примечание: для корпуса.

РИСУНОК 1. Клеммные соединения.

STANDARD MICROCIRCUIT DRAWING DLA LAND AND MARITIME COLUMBUS, OHIO 43218-3990 DSCC FORM 2234 APR 97

SIZE

5962-95632

A REVISION LEVEL

H

SHEET

9

Device Power

INPUTS

ВЫХОД

ВКЛ/ВЫКЛ

ВКЛЮЧЕНИЕ

ВКЛЮЧЕНИЕ

ВХОД

ВЫХОД

ВЫХОД

ВКЛ

6 0

1

0005

X

HI-Z

HI-Z

ON

1

X

0

0

1

ON

X

0

0

0

1

на

1

x

1

1

0

на

x

0

1

0

OFF (0 V)

x

00005

. Х

ХИ-З

HI-Z

РИСУНОК 2. Таблица истинности.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

AVISION Уровень

H

Лист

DIDAGAT Примечание: уровни напряжения VDD = 4,50 В VIH = 3,00 В VS = 1,30 В VIL = 0,0 В GND = 0,0 В VSO = 50 %

РИСУНОК 3. Временные диаграммы и схемы нагрузки.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

AVISION LEWER

H

Лист

Low-State Time Timing Time Timing Timing Time Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Timing Statate

9

Примечание. Уровни напряжения VDD = 4,50 В VIH = 3,00 В VS = 1,30 В VW = VOL + 0,3 В VT = 0,60 В Трехуровневая схема малой нагрузки

C1 = C2 = C3 = 40 пФ R1 = R2 = 50 Ом R3 = 500 Ом

РИСУНОК 3. Временные схемы и схемы нагрузки – продолжение.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

AVISION LEVER

H

Лист

12

High-State Time Time Timing Time Timing Time STAT

Примечание: Уровни напряжения VDD = 4,50 В VIH = 3,00 В VS

= 1,30 В

VT = VOH -0,3 В VW = 2,00 В

Трехуровневая схема высокой нагрузки

C1 = C2 = C3 = 40 пФ R1 = R2 = 50 Ом R3 = 500 Ом

РИСУНОК 3. Временные диаграммы и схемы нагрузки — продолжение.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

AVISION LEWER

H

Лист

13

4.11.11.10PLING 4.11.11 40006 4.11. осмотр. Для устройств классов Q и V процедуры отбора проб и проверки должны соответствовать MIL-PRF-38535 или измененному плану управления качеством (QM) производителя устройства, включая скрининг (4.2), квалификацию (4.3) и проверку соответствия. (4.4). Модификация плана QM не должна влиять на форму, посадку или функции, описанные здесь. Для устройств класса T процедуры отбора проб и проверки должны соответствовать MIL-PRF-38535 и плану QM производителя устройства, включая скрининг, квалификацию и проверку соответствия. Информация о рабочих характеристиках и надежности должна соответствовать плану УК изготовителя. 4.2 Скрининг. Для устройств классов Q и V скрининг должен соответствовать MIL-PRF-38535 и должен проводиться на всех устройствах до квалификации и проверки соответствия технологии. Для устройств класса T скрининг должен проводиться в соответствии с планом управления качеством (QM) производителя устройств и должен проводиться на всех устройствах до квалификации и проверки соответствия технологии. 4.2.1 Дополнительные критерии для устройств классов Q, T и V. a.

Продолжительность испытания на прижигание, условия испытания и температура испытания или утвержденные альтернативы должны соответствовать плану управления качеством изготовителя устройства в соответствии с MIL-PRF-38535. Схема испытаний на отжиг должна поддерживаться под контролем уровня версии документа Совета по обзору технологий (TRB) производителя устройства в соответствии с MIL-PRF-38535 и должна быть доступна для приобретения или подготовки по запросу. В тестовой схеме должны быть указаны входы, выходы, смещения и рассеиваемая мощность, если применимо, в соответствии с целью, указанной в методе 1015 стандарта MIL-STD-883.

б.

Для устройств классов Q, T и V промежуточные и окончательные параметры электрических испытаний должны соответствовать указанным в таблице IIA.

в.

Дополнительный скрининг для устройств класса V, выходящий за рамки требований к устройствам класса Q, должен соответствовать MIL-PRF-38535, Приложение B.

4.3 Квалификационная проверка для устройств классов Q, T и V. Квалификационная проверка для устройств классов Q и V должен соответствовать MIL-PRF-38535. Квалификационная проверка устройств класса T должна проводиться в соответствии с планом управления качеством (QM) производителя устройств. Выполняемые проверки должны соответствовать требованиям, указанным в MIL-PRF-38535 и в настоящем документе для проверок групп A, B, C, D и E (см. 4.4.1–4.4.4). 4.4 Проверка соответствия. Проверка соответствия технологии для классов Q и V должна проводиться в соответствии с MIL-PRF-38535, включая проверки групп A, B, C, D и E, и как указано в настоящем документе. Проверка соответствия технологии для класса T должна проводиться в соответствии с планом управления качеством (QM) производителя устройства. 4.4.1 Проверка группы А. а.

Испытания должны проводиться в соответствии с таблицей IIA.

б.

Для устройств классов Q и V подгруппы 7 и 8 должны включать проверку функциональности устройства.

в.

Подгруппы 5 и 6 в таблице I, метод 5005 стандарта MIL-STD-883 следует исключить.

д.

Подгруппа 4 (измерение CIN и COUT) следует измерять только для первоначального испытания и после изменений процесса или конструкции, которые могут повлиять на входные емкости.

4.4.2 Проверка группы С. Электрические параметры конечной точки контроля группы С должны соответствовать указанным в таблице IIA. 4.4.2.1 Дополнительные критерии для устройств классов Q, T и V. Продолжительность испытаний на долговечность в установившемся режиме, условия испытаний и температура испытаний или одобренные альтернативы должны соответствовать плану УК изготовителя устройств в соответствии с MIL-PRF-38535. Тестовая схема должна находиться под контролем уровня версии документа со стороны TRB производителя устройства в соответствии с MIL-PRF-38535 и должна быть доступна для операций по сбору или подготовке по запросу. В тестовой схеме должны быть указаны входы, выходы, смещения и рассеиваемая мощность, если применимо, в соответствии с целью, указанной в методе 1005 стандарта MIL-STD-883. 4.4.3 Проверка группы D. Электрические параметры конечной точки контроля группы D должны соответствовать указанным в таблице IIA.

Стандартный рисунок микроцирзака DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

A REVISION Уровень

H

Лист

14

Table. Требования к электрическим испытаниям. Требования к испытаниям

Подгруппы (в соответствии с MIL-PRF-38535, таблица III) Класс устройства Q 1,7,9

Класс устройства V 1,7,9

Класс устройства T Как указано в плане QM

1, 2,3,7,8А, 1/ 8Б,9,10,11

1,2,3,7, 1/ 2/ 8A,8B 9,10,11

Как указано в плане управления качеством

Требования к испытаниям группы А (см. 4.4)

1,2,3 ,4,7, 3/ 8A,8B,9,10,11

1,2,3,4,7, 3/ 8A,8B,9,10,11

Как указано в плане управления качеством

Группа C электрические параметры конечной точки (см. 4.4)

1,2,3,7,8A,8B,9, 10,11

1,2,3,7, 2/ 8A,8B,9,10,11

Как указано в плане QM

Электрические параметры конечной точки группы D (см. 4.4) Электрические параметры конечной точки группы E (см. 4.4)

1,7,9

1,7,9

В соответствии с планом УК

1,7,9

1,7,9

В соответствии с планом УК

Промежуточные электрические параметры (см. 4.2) ) Окончательные электрические параметры (см. 4.2)

1/ PDA применяется к подгруппам 1, 7 и 9. Для класса V к подгруппам 1, 7, 9 и ∆. 2/ Требуются пределы дельты (см. таблицу IIB), а значения дельты должны рассчитываться со ссылкой на электрические параметры нулевого часа (см. таблицу IA). 3/ Подгруппа 4, если она не подвергалась испытаниям, должна быть гарантирована в пределах, указанных в таблице IA.

ТАБЛИЦА IIB. Дельта-параметры испытаний на приработку и ресурс. (TA = +25 ° C) Тест 1/

Символ

Типы устройств

Delta Limits

Высокий выходной напряжение

VOH

01, 02

± 150 мВ

Низкий уровень выходной напряжение

.

01, 02

±60 мВ

Ток питания в режиме ожидания

IDDSB

01, 02

±100 мкА

Ток утечки выхода с тремя состояниями

IOZ

01, 02

± 1,0 мкА

Ток утечки ввода

IIN

01, 02

± 150 NA

1/ Приведенные выше параметра должны быть зарегистрированы перед и после необходимых ожогов ресурсный тест для определения дельты.

Стандартный рисунок микроциркута DLA Land and Maritime Columbus, штат Огайо 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

А. Уровень пересмотра

H

Лист

А.0005

15

4.4.4 Проверка группы E. Проверка группы Е требуется только для деталей, предназначенных для маркировки как гарантированная радиационная стойкость (см. 3.5). Уровни RHA для устройств классов Q и V должны соответствовать требованиям MIL-PRF-38535. Электрические параметры конечной точки должны соответствовать указанным в таблице IIA. 4.4.4.1 Проверка группы E для устройств класса T. Для устройств класса T требования RHA должны соответствовать требованиям к излучению класса T MIL-PRF-38535. Электрические параметры конечной точки должны соответствовать указанным в таблице IIA. 4.4.4.2 Испытание на полную дозу облучения. Испытание полной дозы облучения при высокой мощности дозы должно выполняться в соответствии с методом MIL-STD-883 1019., условие A и как указано в настоящем документе для устройств типов 01 и 02. Испытание на общую дозу облучения при низкой мощности дозы должно выполняться в соответствии с методом 1019 MIL-STD-883, условие D и в соответствии с указанным здесь для устройства типа 02. 4.4.4.2 .1 Испытание ускоренным отжигом. Ускоренные испытания на отжиг должны проводиться на всех устройствах, требующих уровня RHA более 5 крад (Si). Пределы электрических параметров конечной точки после отжига должны соответствовать указанным в таблице IA настоящего документа и должны быть пределом электрических параметров конечной точки до облучения при 25°C ±5°C. Испытания должны выполняться при первоначальной квалификации и после любых изменений конструкции или процесса, которые могут повлиять на реакцию RHA устройства. 4.4.4.3 Явление единичного события (SEP). Если указано в заказе на поставку или контракте, SEP-тестирование должно выполняться на устройствах класса V. Испытания SEP должны выполняться на стандартной оценочной схеме (SEC) или альтернативном испытательном автомобиле SEP, утвержденном квалификационной деятельностью при первоначальной квалификации и после любых изменений конструкции или процесса, которые могут повлиять на характеристики опрокидывания или блокировки. Протестируйте четыре устройства без сбоев. АСТМ F1192 можно использовать в качестве руководства при проведении SEP-тестирования. Рекомендуемые условия испытаний для SEP следующие: a.

Угол падения ионного пучка должен быть между нормалью к поверхности матрицы и 60° к нормали включительно (т. е. 0° ≤ угол ≤ 60°). Не допускается затенение ионного пучка из-за крепления или эффектов, связанных с упаковкой.

б.

Плотность потока должна быть ≥ 100 ошибок или ≥ 10 ионов/см .

в.

Поток должен составлять от 10 до 10 ионов/см/с. Поперечное сечение должно быть проверено на независимость от потока путем измерения поперечного сечения при двух скоростях потока, которые отличаются по крайней мере на порядок величины.

д.

Размер частиц должен быть ≥ 20 микрон в кремнии.

эл.

Температура испытания должна быть +25°C, а максимальная номинальная рабочая температура ±10°C.

ф.

Условия смещения должны быть определены изготовителем для измерений фиксации.

г.

Проверка четырех устройств без сбоев.

7

2

5

2

2

5. УПАКОВКА 5.1 Требования к упаковке. Требования к упаковке должны соответствовать MIL-PRF-38535 для устройств классов Q, T и V.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

А. Уровень ревизии

H

Лист

16

6 6.1666. INTERNINDING. INTERNINDING. INTERNINDING.NENDINDING 6.166 6.1666 6.1166. Интуиция. . Микросхемы, соответствующие этому чертежу, предназначены для использования в правительственных микросхемах (оригинальное оборудование), конструкторских приложениях и целях логистики. 6.1.1 Заменяемость. Микросхемы, описанные в этом чертеже, заменят те же типовые устройства, указанные в спецификации или чертеже, подготовленном подрядчиком. 6.2 Конфигурационный контроль SMD. Все предлагаемые изменения существующих SMD будут согласовываться с зарегистрированными пользователями отдельных документов. Эта координация будет осуществляться с использованием формы DD 169.2, Предложение по техническим изменениям. 6.3 Запись пользователей. Военные и промышленные пользователи должны информировать DLA Land and Maritime, когда системное приложение требует управления конфигурацией и какие SMD применимы к этой системе. DLA Land and Maritime будет вести учет пользователей, и этот список будет использоваться для координации и распространения изменений в чертежах. Пользователи чертежей микроэлектронных устройств (FSC 5962) должны обращаться в DLA Land and Maritime-VA по телефону (614) 692-8108. 6.4 Комментарии. Комментарии к этому чертежу следует направлять в DLA Land and Maritime-VA, Columbus, Ohio 43218-39.90 или по телефону (614) 692-0540. 6.5 Сокращения, символы и определения. Используемые здесь сокращения, символы и определения определены в MIL-PRF-38535 и MIL-HDBK-1331. 6.6 Источники снабжения. 6.6.1 Источники питания для устройств классов Q, T и V. Источники питания для устройств классов Q, T и V перечислены в MIL-HDBK-103 и QML-38535. Поставщики, перечисленные в MIL-HDBK-103 и QML-38535, представили сертификат соответствия (см. 3.6 здесь) в DLA Land and Maritime-VA и согласились с этим чертежом. 6.7 Дополнительная информация. Когда применимо, копия следующих дополнительных данных должна храниться и быть доступной у производителя устройства: a. Уровни расстройства RHA. б. Условия испытаний (SEP). в. Возникновение защелки (SEL).

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

Apesision Lewar ЧАСТЬ SMD 5962-95632

A. 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ A.1.1 Область применения. В этом приложении устанавливаются минимальные требования к кристаллам микросхем, поставляемым в соответствии с Программой списка квалифицированных производителей (QML). Микросхемный кристалл QML, соответствующий требованиям MIL-PRF-38535, и одобренный производителями план QM для использования в монолитных микросхемах, многокристальных модулях (MCM), гибридах, электронных модулях или устройствах, использующих конструкции микросхем и проводов в соответствии с MIL-PRF. -38534 указаны здесь. Два класса гарантии продукта, состоящие из военной высокой надежности (устройство класса Q) и космического применения (устройство класса V), отражены в номере детали или идентификационном номере (PIN). Когда доступно, выбор уровней обеспечения радиационной стойкости (RHA) отражается в PIN-коде. A.1.2 PIN-код. PIN-код показан в следующем примере: 5962

F

Федеральный Устройство класса акций \

Устройство RHA (см. A.1.2.1)

95632

01

V

9

A

Тип устройства (см. A.1.2.2)

Обозначение класса устройства (см. A.1.2.3)

Код матрицы

Детали матрицы (см. A.1.2.4)

/ \/ Номер чертежа

A.1.2.1 Обозначение RHA. Устройства классов Q и V, идентифицированные RHA, соответствуют уровням RHA, указанным в MIL-PRF-38535. Дефис (-) указывает на матрицу без RHA. A.1.2.2 Тип(ы) устройства. Тип(ы) устройства идентифицируют функцию цепи следующим образом: Тип устройства 01 02

Общий номер 26CT31RH 26CT31EH

Функция схемы Радиационно-стойкий счетверенный дифференциальный драйвер линии Радиационно-стойкий счетверенный дифференциальный драйвер линии

A.1.2.3 Обозначение класса устройства. Класс устройства Q или V

ЧЕРТЕЖ СТАНДАРТНОЙ МИКРОСХЕМЫ DLA LAND AND MARITIME COLUMBUS, OHIO 43218-3990 DSCC FORM 2234 APR 97

Документация по требованиям устройства62-95632

A РЕВИЗИЯ УРОВЕНЬ

H

ЛИСТ

18

ПРИЛОЖЕНИЕ A ПРИЛОЖЕНИЕ A ФОРМЫ A ЧАСТЬ SMD 5962-95632

A. 1 детали. Обозначение деталей кристалла — это уникальная буква, обозначающая физические размеры кристалла, расположение контактных площадок и соответствующие электрические функции, интерфейсные материалы и другую информацию, связанную со сборкой, для каждого продукта и варианта, представленных в этом приложении. А.1.2.4.1 Физические размеры штампа. Тип матрицы

Номер рисунка

01, 02

A-1

A.1.2.4.2 Расположение контактных площадок и электрические функции. Тип матрицы

Номер рисунка

01, 02

A-1

A.1.2.4.3 Интерфейсные материалы. Тип штампа

Номер рисунка

01, 02

A-1

A.1.2.4.4 Информация по сборке. Тип матрицы

Номер рисунка

01, 02

A-1

A.1.3 Абсолютные максимальные номинальные значения. Подробности см. в параграфе 1.3 настоящего документа. А.1.4 Рекомендуемые условия эксплуатации. Подробности см. в параграфе 1.4 настоящего документа. А.1.5 Особенности излучения. Подробности см. в параграфе 1.5 настоящего документа.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

Apesision Lewar ЧАСТЬ SMD 5962-95632 A.2 ПРИМЕНИМЫЕ ДОКУМЕНТЫ. A.2.1 Правительственные спецификации, стандарты и справочники. Следующие спецификации, стандарты и справочники являются частью этого чертежа в пределах, указанных здесь. Если не указано иное, выпуски этих документов указаны в тендерном предложении или контракте. СПЕЦИФИКАЦИЯ МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ MIL-PRF-38535 — Интегральные схемы, производство, общая спецификация для. СТАНДАРТ ДЕПАРТАМЕНТА ОБОРОНЫ MIL-STD-883 — Метод испытаний стандартных микросхем. СПРАВОЧНИКИ МОДЕЛЯ ОБОРОНЫ MIL-HDBK-103 — Список стандартных чертежей микросхем. MIL-HDBK-780 — Стандартные чертежи микросхем. (Копии этих документов доступны в Интернете по адресу http://quicksearch.dla.mil или в бюро заказов документов по стандартизации, 700 Robbins Avenue, Building 4D, Philadelphia, PA 19. 111-5094.) A.2.2 Порядок старшинства. В случае противоречия между текстом этого чертежа и ссылками, приведенными здесь, текст этого чертежа имеет приоритет. Однако ничто в этом документе не заменяет применимые законы и правила, если только не было получено конкретное исключение. A.3 ТРЕБОВАНИЯ A.3.1 Требования к элементу. Требования к отдельным элементам для устройств классов Q и V должны соответствовать MIL-PRF-38535 и как указано в настоящем документе или изменено в плане управления качеством (QM) производителя устройства. Модификация плана QM не должна влиять на форму, посадку или функции, описанные здесь. А.3.2 Дизайн, конструкция и физические размеры. Конструкция, конструкция и физические размеры должны соответствовать требованиям MIL-PRF-38535 и здесь, а также плану QM изготовителя для устройств классов Q и V. A.3.2.1 Физические размеры матрицы. Физические размеры штампа должны соответствовать указанным в А.1.2.4.1 и на рисунке А-1. A.3.2.2 Расположение контактных площадок и электрические функции. Расположение контактных площадок и электрические функции должны соответствовать указанным в А.1.2.4.2 и на рисунке А-1. А.3.2.3 Интерфейсные материалы. Интерфейсные материалы для матрицы должны соответствовать указанным в А.1.2.4.3 и на рисунке А-1. A.3.2.4 Информация, относящаяся к сборке. Информация, относящаяся к сборке, должна быть такой, как указано в А.1.2.4.4 и на рисунке А-1. A.3.2.5 Таблица истинности. Таблица истинности должна соответствовать рисунку 2. А.3.2.6 Цепь радиационного облучения. Цепь радиационного облучения должна соответствовать 3.2.4.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

Apesision Lewar ЧАСТЬ SMD 5962-95632 A.3.3 Электрические рабочие характеристики и пределы параметров после облучения. Если здесь не указано иное, электрические рабочие характеристики и пределы параметров после облучения соответствуют указанным в таблице IA основной части настоящего документа. А.3.4 Требования к электрическим испытаниям. Требования к испытаниям зонда для полупроводниковых пластин должны включать функциональные и параметрические испытания, достаточные для того, чтобы упакованный кристалл мог удовлетворять требованиям к электрическим характеристикам, указанным в таблице IA. А.3.5 Маркировка. Как минимум, каждая уникальная партия кристаллов, загруженная в один или несколько контейнеров для отправки покупателю, должна быть идентифицирована номером партии пластин, сертификационным знаком, идентификатором производителя и ПИН-кодом, указанными в A.1.2 настоящего документа. . Знак сертификации должен представлять собой «QML» или «Q» в соответствии с требованиями MIL-PRF-38535. А.3.6 Сертификация соответствия. Для устройств классов Q и V требуется сертификат соответствия от производителя, включенного в список QML-38535, чтобы обеспечить соответствие требованиям этого чертежа (см. A.6.4). Сертификат соответствия, представленный в DLA Land and Maritime-VA до внесения в список в качестве утвержденного источника поставки для этого приложения, должен подтверждать, что продукт производителя соответствует для устройств классов Q и V требованиям MIL-PRF-38535 и требованиям здесь. А.3.7 Сертификат соответствия. Сертификат соответствия, требуемый для устройств классов Q и V в MIL-PRF-38535, должен быть предоставлен с каждой партией кристалла микросхемы, поставленной для этого чертежа. А.4 ПРОВЕРКА А.4.1 Отбор проб и проверка. Для устройств классов Q и V процедуры отбора проб и проверки кристаллов должны соответствовать MIL-PRF-38535 или измененному плану управления качеством (QM) производителя устройства. Изменения в плане УК не должны влиять на форму, посадку или функции, описанные здесь. А.4.2 Скрининг. Для устройств классов Q и V экранирование должно осуществляться в соответствии с MIL-PRF-38535 и в соответствии с планом QM производителя. Как минимум, он должен состоять из: a.

Приемка партии вафель для продукта класса V с использованием критериев, определенных в MIL-STD-883, метод 5007.

b.

100% бесфланцевый зонд (см. параграф A.3.4).

в.

100% внутренний визуальный осмотр в соответствии с применимыми критериями класса Q или V, определенными в MIL-STD-883, метод 2010, или альтернативными процедурами, разрешенными в MIL-STD-883, метод 5004.

A.4.3 Проверка соответствия. A.4.3.1 Проверка группы E. Проверка группы Е требуется только для частей, которые должны быть идентифицированы как радиационно безопасные (см. здесь А.3.5). Уровни RHA для устройств классов Q и V должны соответствовать требованиям MIL-PRF-38535. Электрические испытания конечной точки упакованного кристалла должны соответствовать указанным в таблице IIA. Испытания и условия группы E указаны в пунктах 4.4.4, 4.4.4.1, 4.4.4.2, 4.4.4.2.1 и 4.4.4.3 настоящего документа. А.5 ДЕРЖАТЕЛЬ МАТРИ А.5.1 Требования к держателям штампов. Требования к держателю штампа должны соответствовать плану УК изготовителя или в соответствии с заказом на закупку по закупочной деятельности. Держатель штампа должен обеспечивать достаточную физическую, механическую и электростатическую защиту.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

Apesision Lewar ЧАСТЬ SMD 5962-95632 A. 6 ПРИМЕЧАНИЯ A.6.1 Использование по назначению. Кристаллы микросхем, соответствующие этому чертежу, предназначены для использования в микросхемах, построенных в соответствии с MIL-PRF-38535 или MIL-PRF-38534, для государственных приложений микросхем (оригинальное оборудование), приложений для проектирования и целей логистики. А.6.2 Комментарии. Комментарии к этому приложению следует направлять в DLA Land and Maritime – VA, Columbus, Ohio, 43218-39.90 или по телефону (614)-692-0540. A.6.3 Сокращения, символы и определения. Используемые здесь сокращения, символы и определения определены в MIL-PRF-38535 и MIL-HDBK-1331. A.6.4 Источники питания для устройств классов Q и V. Источники питания для устройств классов Q и V перечислены в QML-38535. Поставщики, перечисленные в QML-38535, представили сертификат соответствия (см. A.3.6 здесь) в DLA Land and Maritime -VA и согласились с этим чертежом.

ЧЕРТЕЖ СТАНДАРТНОЙ МИКРОСХЕМЫ DLA НАЗЕМНЫЙ И МОРСКОЙ КОЛУМБУС, Огайо 43218-3990 DSCC Form 2234 APR 97

Размер

5962-95632

A REVISION Level

H

Лист

22

Приложение A Приложение A Формы. Часть SMD 5962-95632

Nate. цифры при размещении в контурах корпуса E, X и Y (см. рисунок 1).

РИСУНОК A-1. Расположение контактных площадок и электрические функции.

ЧЕРТЕЖ СТАНДАРТНОЙ МИКРОСХЕМЫ DLA НАЗЕМНЫЙ И МОРСКОЙ КОЛУМБУС, Огайо 43218-3990 ФОРМА DSCC 2234 9 АПРЕЛЯ7

Размер

5962-95632

А. Уровень ревизии

H

Лист

23

Приложение A Приложение A-это часть SMD 5962-95632

Die Bonding Padming Locations и электрические функции. Физические примеры. Размер кристалла: 2450 x 4950 микрон Толщина кристалла: 21 ± 1 мил Интерфейсные материалы. Металлизация верхней части: Si Al Cu 10,0 кÅ ± 2 кÅ Металлизация задней стороны: Нет: химическое травление Остекление. Тип: PSG Толщина: 8 кÅ ± 1 кÅ Подложка: Монокристаллический кремний Информация по сборке. Потенциал подложки: Подложка внутренне привязана к VDD Специальные инструкции по сборке: Нет

РИСУНОК A-1. Расположение контактных площадок и электрические функции — продолжение.

Стандартный рисунок микроциркукта DLA Land and Maritime Columbus, Ohio 43218-3990 Форма DSCC 2234 APR 97

Размер

5962-95632

AVISION LEWER

H

Лист

240009

СТАНЦИРОВАНСКИЙ СТАНДИЧЕСКИЙ. 14-04-01 Утвержденные источники поставки для SMD 5962-95632 перечислены ниже только для информации о немедленном приобретении и будут добавлены в MIL-HDBK-103 и QML-38535 во время следующей редакции. MIL-HDBK-103 и QML-38535 будут пересмотрены, чтобы включить добавление или удаление источников. Перечисленные ниже поставщики согласились с этим чертежом, и сертификат соответствия был представлен и принят DLA Land and Maritime -VA. Этот информационный бюллетень заменяется следующей датированной редакцией MIL-HDBK-103 и QML-38535. DLA Land and Maritime поддерживает онлайновую базу данных всех текущих источников поставок по адресу http://www.landandmaritime.dla.mil/Programs/Smcr/.

Standard microcircuit drawing PIN 1/

Vendor CAGE number

Vendor similar PIN 2/

5962D9563201QXA

3/

26T31K02Q

5962D9563201VXA

3/

26T31K02V

5962D9563201QXC

3/

26T31K01Q

5962D9563201VXC

3/

26T31K01V

5962D9563201QEA

3/

26T31D09Q

5962D9563201VEA

9

5962D95663201VEA

9

5962D9563201VEA

9

5962D9563201VEA

9

5962D9563201VEA

26T31D09V

5962D9563201QEC

3/

26T31D08Q

5962D9563201VEC

3/

26T31D08V

5962F9563201QEC

34371

HS1-26CT31RH-8

5962F9563201QXC

34371

HS9-26CT31RH-8

5962F9563201VEC

34371

HS1-26CT31RH-Q

5962F9563201VXC

34371

HS9-26CT31RH-Q

5962F95F95F95F95F95F95F95F95F95F95F956F95F956F956F95F956F95F956F956F951116161611616161515F

15111616161161616161515F915F915F915F915F915F915F915F95151511616161616161611111. 0005

HS9G-26CT31RH-Q

5962R9563201TEC

34371

HS1-26CT31RH-T

5962R9563201TXC

34371

HS9-26CT31RH-T

5962F9563201V9A

34371

HS0-26CT31RH-Q

1 of 2

БЮЛЛЕТЕНЬ С ЧЕРТЕЖАМИ СТАНДАРТНЫХ МИКРОСХЕМ – ПРОДОЛЖЕНИЕ. ДАТА: 14-04-01 Номер CAGE поставщика

Аналогичный PIN-код поставщика 2/

5962F9563202VEC

34371

HS1-26CT31EH-Q

5962F9563202VXC

34371

HS9-26CT31EH-Q

5962F9563202V9A

34371

HS0-26CT31EH-Q

Стандартный Microcuit Brawing Brawing Brawing PINT PINT PINT PINT PINTING PINTINGIENTING. легко доступны у производителя, указанного для этой детали. Если желаемая отделка свинца не указана в списке, свяжитесь с продавцом, чтобы узнать о ее наличии. 2/ Внимание. Не используйте этот номер для приобретения предметов. Предметы, приобретенные под этим номером, могут не удовлетворять требованиям этого чертежа. 3/ Недоступно из утвержденного источника поставки.

Номер поставщика CAGE

Название и адрес поставщика

34371

Intersil Corporation 1001 Murphy Ranch Road Milpitas, CA 95035-6803

информационный бюллетень. 2 из 2

Острый стресс усиливает глутаматергическую передачу на нейроны базоамигдалы, встроенные в отдельные микросхемы | Молекулярный мозг

  • Исследования
  • Открытый доступ
  • Опубликовано:
  • Chen Song 1,2 ,
  • Wen-Hua Zhang 1 ,
  • Xue-Hui Wang 1 ,
  • Jun-Yu Zhang 1 ,
  • Xiao-Li Tian 2 ,
  • Сяо-Пин Инь 3 и
  • …
  • Сковорода Bing-Xing 1,2,3,4  

Молекулярный мозг том 10 , номер статьи: 3 (2017) Процитировать эту статью

  • 2162 доступа

  • 9 цитирований

  • 1 Альтметрический

  • Сведения о показателях

Abstract

Известно, что активация миндалевидного тела имеет решающее значение для обработки стрессовых событий в мозге. Недавние исследования показали, что проекционные нейроны (PN) в миндалевидном теле, хотя архитектурно смешаны, интегрированы в отдельные микросхемы и, таким образом, играют различные роли в поведении, связанном с миндалевидным телом. Остается неизвестным, как стресс регулирует отдельные PN миндалевидного тела, встроенные в отдельные микросхемы. Здесь, используя ретроградное отслеживание и электрофизиологическую запись в срезах in vitro, мы исследовали модуляцию острого иммобилизационного стресса (ОИС) в PN базоамигдалы (БА), проецирующихся либо на медиальную префронтальную кору (мПФК), либо в другое место, которые мы обозначили как БА- mPFC и не-BA-mPFC PN соответственно. Результаты показали, что у контрольных мышей как возбуждающие, так и тормозные постсинаптические токи (sEPSCs/sIPSCs) были сопоставимы между этими двумя подмножествами BA PN. Влияние AIS на sEPSC и sIPSCs было в целом сходным между двумя популяциями нейронов. Это заметно увеличивало амплитуду сВПСТ, но не изменяло их частоту, а также амплитуду и частоту сТПСТ. Несмотря на это, выявилось несколько различий между влиянием АИС на распределение частоты сВПСК/сТПСК в этих двух группах БА ПН. Подобные изменения также наблюдались в sEPSCs/sIPSCs двух популяций PN от мышей, испытывающих стресс вынужденного плавания. С другой стороны, их внутренняя возбудимость почти не изменилась после ПИС. Таким образом, наши результаты показывают, что острый стресс рекрутирует как BA-mPFC, так и не-BA-mPFC PN главным образом за счет усиления глутаматергической передачи, которую они получают.

История вопроса

Эффективное преодоление стрессовых ситуаций в повседневной жизни имеет решающее значение для выживания организмов [1]. В течение десятилетий было известно, что система преодоления стресса эволюционно консервативна в мозге у разных видов, от грызунов до приматов и человека [2]. Миндалевидное тело является одной из основных частей этой системы и отвечает за получение и интеграцию различных видов информации от сенсорной коры и таламуса и передачу их вниз к исполнительным ядрам в гипоталамусе или стволе мозга, чтобы вызвать спектр стрессовых реакций [3], включая усиление вздрагивания, повышение вегетативного тонуса и активация нейроэндокринных систем [4, 5]. Таким образом, активация миндалевидного тела обычно рассматривается как важный нейронный коррелят для обработки стресса внутри мозга [6–9].].

Как известно, миндалевидное тело представляет собой комплекс, состоящий из более чем десяти субъядер [10]. Среди них базальная часть миндалевидного тела (БА) выполняет роль моста информационного потока от латеральной миндалины, основного приема сенсорной информации, поступающей в миндалину, к центральной миндалине, основного выхода информации, обрабатываемой внутри миндалины [11]. Это также объясняет взаимосвязь между миндалевидным телом и многими другими областями, включая префронтальную кору, гиппокамп и вентральное полосатое тело [10]. Одной заметной архитектурной особенностью, которая отличает BA от соседних областей, является то, что проекционные нейроны (PN) в этой области, в отличие от нейронов в коре головного мозга или гиппокампе, демонстрирующих четкую ламинарную и столбчатую организацию, сильно перемешаны [12]. Несмотря на это, в последние годы появляется все больше данных о том, что смешанные нейроны БА интегрированы в отдельные функциональные цепи и, таким образом, играют разные или даже противоположные роли в обработке эмоционально значимых событий в миндалевидном теле [13–16]. Например, оптогенетическая активация терминалей БА, проецирующихся на прилежащее ядро ​​(NAc), вызывает положительное подкрепление, в то время как проекции БА на центральную миндалину связаны с отрицательной валентностью [14].

Учитывая критическую роль активации миндалевидного тела в обработке мозгом стресса [9], остается неизвестным, как воздействие стресса влияет на BA PN, интегрированные в отдельные функциональные цепи. Недавно сообщалось, что BA PN, проецирующиеся на mPFC, почти не перекрываются анатомически с теми, которые проецируются в другие места, такие как гиппокамп [17]. мПФК. Результаты показали, что острый стресс регулировал как BA-mPFC, так и не-BA-mPFC PN главным образом за счет усиления глутаматергической передачи, которую они получали. Напротив, это не влияло на внутреннюю возбудимость обоих подмножеств БА PN.

Методы

Животные

Самок мышей 129S1/SvlmJ подвергали острому иммобилизационному стрессу в возрасте 8–10 недель. Мышей содержали группами по 3–5 особей с 92 289 неограниченным доступом к пище и воде в помещении с регулируемой температурой и влажностью с 12/12-часовым циклом свет/темнота. Все эксперименты проводились под руководством Национального института здравоохранения и с одобрения Институционального комитета по уходу за животными и использованию Наньчанского университета.

Стереотаксическая хирургия и инъекции ретрогранул

Как описано ранее [18], стереотаксические инъекции ретрогранул проводили за 10 дней до острого стресса мышам под общей анестезией 2% пентобарбитала натрия (4,5 мл/кг) с использованием стереотаксического инструмента (Столтинг Ко.). Для маркировки ПП BA-mPFC красные ретробусины (Red Retrobeads TM IX, Lumafluor Inc.) вводили с двух сторон в mPFC (0,5 мкл на сторону) в стереотаксических координатах (1,7 мм рострально относительно брегмы, ± 0,4 мм латеральнее средней линии). и 2,6 мм вентральнее брегмы). Инъекции выполняли с помощью стеклянных микропипеток с диаметром кончика около 10–20 мкм (вытягивали с помощью съемника Narishige PC-10). Наши предварительные эксперименты показали, что инъекция с помощью микропипетки приводит к меньшему окрашиванию инъекционных трактов по сравнению с инъекцией с помощью шприца Hamilton объемом 1 мкл. После инъекции пипетку оставляли в месте инъекции еще на 10 минут перед тем, как медленно вытащить. Мыши были перемещены в свои домашние клетки после полного выхода из наркоза.

Острый иммобилизационный стресс (AIS)

Чтобы подвергнуть мышей AIS, мы поместили их в пластиковый удерживающий цилиндр, точно соответствующий размеру их тела, и просверлили несколько отверстий, чтобы обеспечить свободное дыхание около 14:00 в течение 2 часов. Мышей, отнесенных к контрольной группе, переносили в их домашних клетках в экспериментальную комнату с осторожностью в течение 24 минут и умерщвляли для электрофизиологического эксперимента примерно через 2 часа.

Стресс принудительного плавания (FSS)

Мышей заставляли плавать в течение 10 минут в стеклобое, содержащем воду при температуре 25 °C и имеющем внутренний диаметр 15 см. Вода глубиной 12 см позволяла мышам доставать до дна только хвостом. После завершения процедуры плавания мышей тщательно вытирали полотенцем и возвращали в их домашнюю клетку примерно на 1/2 ч перед электрофизиологическим экспериментом.

Электрофизиология

Эксперимент проводили, как мы описали ранее [19]. Вкратце, мышей анестезировали эфиром и обезглавливали после прекращения стресса. Мозг быстро извлекали из черепа и охлаждали в ледяной искусственной спинномозговой жидкости (ИОСЖ), содержащей (в мМ) 124 NaCl, 2,5 KCl, 2 MgSO 4 , 2,5 CaCl 2 , 1,25 NaH 2 PO 4 , 22 NaHCO 3 и 10 глюкоза, барботированная с 95% O 2 и 5% CO 2 . Коронарные срезы мозга толщиной 300 мкм, содержащие миндалевидное тело, вырезали с помощью вибратома VT1000S (Leica Microsystems). Срезы восстанавливали в ACSF в течение 30 минут при 34 °C. Позже срезы переносили в инкубатор при комнатной температуре не менее чем на 1 ч до начала эксперимента.

В ходе эксперимента срезы переносили в регистрационную камеру и непрерывно перфузировали ACSF. Капиллярные трубки из волокнистого боросиликатного стекла (внутренний диаметр 0,89мкм) вытягивали с помощью горизонтального съемника пипеток (P-97; Sutter Instrument) для подготовки записывающих электродов. Экспериментатор для записи и анализа патч-зажимов не знал, к какой группе мышей отнесли. Для регистрации сВПСК и сТПСК в БА НП накладные электроды (сопротивление 2–3 МОм) заполняли пипеточным раствором на основе Cs + , содержащим (в мМ) 130 Cs-метансульфонат, 5 NaCl, 1 MgCl 2 , 10 HEPES, 0,2 EGTA, 2 MgATP и 0,1 NaGTP. pH доводили до 7,3 с помощью CsOH, а осмолярность до 285 мОсм с помощью сахарозы. 10 мкМ бикукуллина добавляли для блокирования токов рецепторов ГАМК типа А во время записи sEPSC, а 20 мкМ CNQX и 20 мкМ APV использовали для блокирования токов ионотропных рецепторов глутамата во время записи sIPSC. В экспериментах, в которых вызывались потенциалы действия, Cs-метансульфонат заменяли равными концентрациями K-глюконата. Все записи проводились при комнатной температуре с использованием усилителя MultiClamp 700B (Molecular Devices). Мембранные потенциалы поддерживали на уровне -55 и 0 мВ для регистрации сВПСТ и сТПСК соответственно в режиме фиксации напряжения. Чтобы вызвать потенциалы действия в PN, клетки регистрировали в режиме фиксации тока и подавали импульсы деполяризующего тока. Потенциал перехода около 12 мВ не корректировался. Последовательное сопротивление (Rs) находилось в диапазоне 10–20 МОм и контролировалось на протяжении всего эксперимента. При изменении Rs более чем на 20% в процессе регистрации данные не включались в анализ. Анализ данных в автономном режиме был выполнен с использованием MiniAnalysis и Clampfit 9.программа (Molecular Devices).

Статистические данные

Данные выражены как среднее ± SEM. Были использованы соответствующие статистические подходы, включая непарные тесты t , двусторонний и многофакторный ANOVA с последующим сравнением post hoc с тестом t , скорректированным Бонферрони. Распределения амплитуды и частоты тока исследовали по критерию Колмогорова-Смирнова. Значение p менее 0,05 считалось статистически отличающимся. Все статистические анализы проводились с использованием Prism версии 6. 0 (программное обеспечение GraphPad).

Результаты

AIS заметно усиливает глутаматергическую передачу как на BA-mPFC, так и на PN без BA-mPFC

БА ПН в целом. По сравнению с таковыми у контрольных мышей, BA PN от мышей AIS имели sEPSC с более высокой амплитудой ( p  = 0,023, контроль, n  = 10 клеток/3 мышей; AIS, n  = 10 клеток/3 мышей, непарный тест t , Доп.файл 1: Рисунок S1a-b). Напротив, между группами не наблюдалось различий в их частоте ( p  = 0,845, непарный тест t , дополнительный файл 1: рисунок S1b). Соответственно, распределение амплитуды sEPSC ( p  = 0,002; дополнительный файл 1: рисунок S1c), но не частоты ( p  = 0,781; дополнительный файл 1: рисунок S1d) продемонстрировало заметные различия между PN BA от контрольной группы и мышей AIS. Таким образом, оказывается, что AIS усиливает глутаматергическую передачу на BA PN в основном через постсинаптический механизм.

Затем мы исследовали специфическое влияние AIS на сВПСК в BA-mPFC и PN без BA-mPFC. Эти два подмножества BA PN можно было легко дифференцировать по наличию или отсутствию красных ретробусинок в их соме (рис. 1a-b). Одновременные записи целых клеток были сделаны из одного случайно выбранного BA-mPFC PN и одного из соседних не-BA-mPFC PN в одних и тех же срезах (рис. 1c-d). Двусторонний дисперсионный анализ ANOVA (подмножество нейронов × AIS) показал, что AIS, но не подмножество нейронов, оказывает существенное основное влияние на амплитуду сВПСТ (AIS: F (1, 36)  = 12,42, p  = 0,001; подмножество нейронов: F (1, 36)  = 1,515, p  = 0,226; контроль, n  = 11 пар/4 мыши; AIS, n  = 10 пар/2а-б; рис. Апостериорный анализ показал, что AIS значительно увеличивает амплитуду sEPSC в обоих подмножествах нейронов (BA-mPFC PN: р  = 0,029; не-BA-mPFC PN: p  = 0,018, рис. 2b). Более того, AIS значительно сместила вправо распределение амплитуды sEPSC в этих нейронах (PN BA-mPFC, p  < 0,001; PN без BA-mPFC, p  < 0,001, рис. 2c). Напротив, ни АИС, ни подгруппа нейронов не оказывали значимого влияния на среднее значение частоты сВПСК (АИС: F (1, 36)  = 0,266, p  = 0,609; подгруппа нейронов: F (1, 36)  = 2,545, р  = 0,119; Рис. 2г). Несмотря на это, AIS, по-видимому, оказывает значительное, но противоположное влияние на их распределение в этих двух подмножествах нейронов. Вызывая сдвиг вправо интервала между событиями в PN BA-mPFC ( 92 289 p 92 250   < 0,001 по сравнению с контролем, рис. 2e), AIS сдвинул влево, что в PN без BA-mPFC ( 92 289 p 92 250   < 0,001 ; рис. 2e). Таким образом, при AIS частота сВПСК имеет тенденцию к увеличению в не-BA-mPFC PN, но снижается в их проксимальных BA-mPFC PN.

Рис. 1

Одновременная запись целых клеток нейронов BA-mPFC и не-BA-mPFC. a Схематические диаграммы, показывающие введение красных ретробусинок в медиальную префронтальную кору (mPFC) для маркировки нейронов базальной миндалины (BA), проецирующихся на mPFC. b Флуоресцентное изображение, показывающее окрашивание PN BA-mPFC красными ретрогранулами, введенными в mPFC. c Схематические диаграммы, показывающие одновременные записи целых клеток BA-mPFC и PN без BA-mPFC. d Изображения, сделанные в светлопольном ( слева ) или флуоресцентном микроскопе ( справа ), показывающая парную запись одного BA-mPFC PN ( красная стрелка ) и одного из его проксимальных не-BA-mPFC PN ( черная стрелка )

Полноразмерное изображение

Рис. 2

AIS значимо усиливает глутаматергическую передачу как на нейроны BA-mPFC, так и на нейроны, не относящиеся к BA-mPFC. a Репрезентативные следы, показывающие sEPSC, зарегистрированные из PN BA-mPFC и соседних с ними PN не-BA-mPFC у контрольных мышей и мышей AIS. b Сводные данные, показывающие амплитуду сВПСК парно записанных PN BA-mPFC и не-BA-mPFC ( в кружке ) от контрольных мышей и мышей AIS. Их средние значения были показаны в столбце. c Кумулятивное распределение амплитуды sEPSC в двух подмножествах нейронов BA. d Суммарные данные частоты сВПСТ в обеих субпопуляциях нейронов БА. e Кумулятивное распределение частоты сВПСТ в обоих подмножествах нейронов БА. * p  < 0,05, ** p  < 0,01

Полноразмерное изображение

АИС оказывает незначительное влияние на ГАМКергическую передачу как к BA-mPFC, так и к не-BA-mPFC PN

Затем мы исследовали возможное влияние АИС на ГАМКергическую передачу на БА PN. В отличие от заметного влияния на глутаматергическую передачу на БА PN в целом, AIS оказал лишь незначительное влияние на их sIPSC. Не удалось значительно изменить как амплитуду sIPSC ( p  = 0,410, контроль, n  = 9 клеток/3 мышей; AIS, n  = 9 клеток/3 мышей, дополнительный файл 2: рисунок S2a-b), так и частоту ( p  = 0,708, дополнительный файл 2: рисунок S2b), хотя заметный сдвиг вправо распределения амплитуды sIPSC ( p  < 0,001, дополнительный файл 2: рисунок S2c), но не частота ( p  = 0,126, дополнительный файл 2: рисунок S2d) наблюдалась после AIS.

Последующие эксперименты с одновременной записью двух подмножеств БА PN показали, что ни АИС, ни подгруппа нейронов не оказывали существенного основного влияния на среднее значение амплитуды сТПСТ (AIS: F (1, 30)  = 2,286, p  = 0,141, подмножество нейронов: F (1, 30)  = 5,160, p  = 0,119; контроль, n  = 8 пар/3 мыши; AIS, n  = 9 пар/3 мыши; Рис. 3а-б). Как и с его влиянием на распределение амплитуды sIPSCs в BA PN в целом, AIS также сдвинул вправо распределение в обоих подмножествах PN (BA-mPFC PN, p  < 0,001; non-BA-mPFC PN, p < 0,001; рис. 3c). С другой стороны, ни AIS, ни подгруппа нейронов не оказывали существенного влияния на частоту sIPSC (AIS: F (1, 30)  = 0,591, p  = 0,448; подгруппа нейронов: F (1, 30)  = 0,540, р  = 0,468; контроль, n  = 8 пар/3 мыши; AIS, n  = 9 пар/3 мыши; Рис. 3г). Несмотря на это, AIS сместила вправо распределение частоты sIPSCs в PN BA-mPFC ( p  < 0,001, рис. 3e), но не их аналоги, не относящиеся к BA-mPFC ( p  = 0,112).

Рис. 3

AIS слабо влияет на ГАМКергическую передачу как на BA-mPFC, так и на нейроны, не относящиеся к BA-mPFC. a Репрезентативные следы, показывающие sIPSC, зарегистрированные из PN BA-mPFC и их проксимальных PN не-BA-mPFC у контрольных мышей и мышей AIS. b Сводные данные, показывающие амплитуду sIPSCs записанных пар BA-mPFC и PN без BA-mPFC ( в кружке ) у контрольной мыши и мыши AIS. Их средние значения были показаны в столбце. c Кумулятивное распределение амплитуды sIPSC в обеих субпопуляциях нейронов БА. d Суммарные данные частоты сТПСТ в обеих подгруппах нейронов БА. e Кумулятивное распределение частоты sIPSC в обеих подгруппах нейронов BA

Полноразмерное изображение

FSS также усиливает глутаматергическую, но не ГАМКергическую передачу как на BA-mPFC, так и на не-BA-mPFC PN

Чтобы проверить, применимо ли AIS-опосредованное предпочтительное усиление глутаматергической передачи к обеим популяциям PN также к мышам, испытывающим другие формы стресса, мы повторили приведенные выше сравнения на мышах, подвергнутых FSS, в течение 10 мин. Двухфакторный дисперсионный анализ (подмножество нейронов × FSS) показал, что FSS, но не подмножество нейронов, оказывает существенное основное влияние на амплитуду sEPSC (FSS: F (1, 24)  = 16,43, p  < 0,001; подмножество нейронов: F ( 1, 24)  = 0,149, р  = 0,703, контроль n  = 7 пар/3 мыши; мыши FSS, n  = 7 пар/3 мыши; Дополнительный файл 3: рисунок S3a-b). Апостериорный анализ показал, что FSS значительно увеличивает амплитуду sEPSCs в обоих подмножествах нейронов (BA-mPFC PN: p  = 0,012; не-BA-mPFC PN: p  = 0,016, дополнительный файл 3: рисунок S3b) . Более того, это значительно сместило вправо распределение амплитуды сВПСК в PN BA-mPFC ( p  = 0,019), но не в их соседях, не относящихся к BA-mPFC ( p  = 0,815, дополнительный файл 3: рисунок S3c). Напротив, ни FSS, ни подгруппа нейронов не оказывали значимого влияния на среднее значение частоты сВПСК (FSS: F (1, 24)  = 0,726, p  = 0,403; подгруппа нейронов: F (1, 24)  = 2,015, p  = 0,169 Дополнительный файл 3: рисунок S3d). Подобно AIS, FSS оказал значительное, но противоположное влияние на распределение частоты sEPSC в этих двух подмножествах нейронов. Это сместило вправо интервал между событиями в PN BA-mPFC ( p  < 0,001 по сравнению с контролем), но сдвинуто влево, что в PN без BA-mPFC ( p  < 0,001; дополнительный файл 3: рисунок S3e).

Амплитуда sIPSC, однако, не изменялась в обеих популяциях PN с помощью FSS (F (1, 24)  = 2,522, p  = 0,125; контроль, n  9 n= 7 пар, FSS/9 мышей.  = 7 пар/3 мыши; дополнительный файл 4: рисунок S4a-b). Однако это привело к смещению влево распределения амплитуды sIPSC в PN без BA-mPFC ( p  < 0,001), но не в PN BA-mPFC ( р  = 0,408; Дополнительный файл 4: рисунок S4c). Точно так же, несмотря на отсутствие влияния на среднее значение частоты сТПСК (FSS: F (1, 24)  = 2,029, p  = 0,167, дополнительный файл 4: рисунок S4d), он сместил распределение частоты сТПСК при БА. -mPFC PN ( p  < 0,001, дополнительный файл 4: рисунок S4e), но не их аналоги, не относящиеся к BA-mPFC ( p  = 0,019).

AIS не изменяет внутреннюю возбудимость как BA-mPFC, так и не-BA-mPFC PN

Для изучения потенциальной регуляции собственной возбудимости БП БА с помощью АИС в зарегистрированные нейроны вводили импульсы деполяризующего тока со ступенчатым увеличением их силы при 50 пА. В соответствии с ранними выводами о том, что АИС мало влиял на возбудимость нейронов БП БА [19], мы наблюдали, что АИС не влиял на количество потенциалов действия во всех БП БА, которые вызывались при различной силе тока (F ( 1, 12)  = 0,449, p  = 0,515, контрольные мыши, n  = 7 клеток/3 мыши, мыши AIS, n  = 7 клеток/3 мыши, рис. 4a-b). Это также не повлияло на наклон подогнанной кривой, отображающей количество потенциалов действия в зависимости от силы тока в отдельных нейронах ( p  = 0,582; рис. 4c).

Рис. 4

АИС не изменяет внутреннюю возбудимость ПС БА в целом. a Репрезентативные следы, показывающие срабатывание БА PN из контрольной ( слева ) и АИС (справа) мышей при введении импульсов деполяризующего тока с различной силой от 150 ( снизу ), 200 ( посередине ) до 250 пА ( сверху ). b График частоты срабатывания BA PN от контрольных мышей и мышей AIS в зависимости от силы введенных токов. c Сравнение наклона кривой в ( b )

Полноразмерное изображение

Поскольку СП БА, испытанные в вышеприведенном эксперименте, представляли собой смешанную группу СП БА-мПФК и не-БА-мПФК, отсутствие АИС Модуляция собственной возбудимости целых БП БА может, таким образом, возникать по двум причинам. Во-первых, он мало влиял на возбудимость обоих подмножеств нейронов. Во-вторых, он повышал возбудимость одного подмножества, но снижал возбудимость другого. Чтобы различать эти две возможности, мы затем исследовали специфическую модуляцию AIS на возбудимость двух подмножеств нейронов. Многосторонний RM ANOVA (подмножество нейронов × AIS × сила тока) выявил подмножество нейронов (BA-mPFC PNs, n  = 23 клетки/7 мышей; не-BA-mPFC PN, n  = 23 клеток/7 мышей, F  = 16,350, p  < 0,001, рис. 5a-c), но не AIS (контрольные мыши, n  18=3 клеток/7 мышей мышей; мышей AIS, n  = 28 клеток/4 мыши; F  = 0,684, p  = 0,409) оказывали значимое основное влияние на количество потенциалов действия. Таким образом, AIS сам по себе , по-видимому, не оказывает существенного влияния на возбудимость этих двух подмножеств нейронов BA. Значительный основной эффект подтипа нейронов проявлялся в различном возбуждении этих двух подмножеств PN у мышей AIS, а не у контрольных мышей. В то время как оба они демонстрировали одинаковое количество потенциалов действия у контрольных мышей (основной эффект подтипа нейронов, F (1, 16)  = 0,049, p  = 0,827), PN BA-mPFC показали относительно более сильное возбуждение, чем их не-BA-mPFC аналоги у мышей AIS (основной эффект нейронального подтипа, F (1, 26)  = 5,951, p  = 0,022; рис. 5б). В соответствии с этим наклон кривой PN BA-mPFC был значительно выше, чем у PN без BA-mPFC у AIS, но не у контрольных мышей (AIS: BA-mPFC PN: p  = 0,016, n  = 14 пар/4 мыши, парный тест t ; рис. 5c).

Рис. 5

AIS мало влияет на внутреннюю возбудимость как BA-mPFC, так и не-BA-mPFC нейронов. a-b Репрезентативные следы, показывающие активацию парных зарегистрированных PN BA-mPFC ( слева ) и их аналогов без BA-mPFC ( справа ) у контрольных ( a ) и AIS ( b ) мышей при подаче импульсов тока с различной силой от 150 ( нижний ), 200 ( средний ) до 250 пА ( правый ). c График частоты срабатывания отдельных подмножеств нейронов в зависимости от силы введенных токов. d Сравнение наклона кривой в ( c ). * p  < 0,05

Изображение полного размера

Обсуждение

их внутренняя возбудимость. Результаты показали, что AIS в целом оказывает одинаковое влияние на эти две популяции PN. Это заметно усилило сВПСК у обоих из них, но мало повлияло на полученную ими ГАМКергическую передачу. С другой стороны, их внутренняя возбудимость почти не изменилась после ПИС.

Миндалевидное тело является одним из ключевых медиаторов влияния острого стресса на эмоции и познание [20–22]. Известно, что усиленная глутаматергическая передача в основном объясняет рекрутирование миндалевидного тела при остром стрессе [23, 24]. Таким образом, было обнаружено, что он увеличивает высвобождение глутамата и повышает уровень внеклеточного глутамата при БА [25], способствуя доставке АМРА-рецептора в глутаматергические синапсы с последующим усилением глутаматергической передачи [26]. В соответствии с этим мы также обнаружили, что AIS заметно увеличивает амплитуду сВПСТ в БА PN. Более конкретно, такое увеличение было очевидно как в BA-mPFC, так и в PN без BA-mPFC, что подразумевает независимую от цепи регуляцию глутаматергической передачи к BA PN с помощью AIS. Увеличение амплитуды сВПСТ в обеих субпопуляциях нейронов свидетельствует о постсинаптическом происхождении AIS-опосредованного усиления возбуждающей передачи при БА. Поскольку сообщалось, что острый стресс вызывает аналогичные изменения в других областях, таких как mPFC [27, 28] и гиппокамп [26], разумно предположить, что постсинаптический эффект AIS может представлять собой общий путь, посредством которого он усиливает глутаматергическую передачу в лимбической и корковой областях. С другой стороны, мы наблюдали лишь очень небольшие изменения частоты сВПСТ после ПИС. Это, по-видимому, не согласуется с ранним открытием Резникова и его сотрудников [25] о том, что АИС легко увеличивает уровень внеклеточного глутамата при БА. Такое несоответствие может быть отчасти связано с разными условиями эксперимента, использованными в нашем эксперименте и эксперименте Резникова. В то время как мы проводили автономный анализ глутаматергической передачи в препаратах срезов in vitro, они проводили запись в реальном времени с помощью ВЭЖХ внутри мозга. Таким образом, вполне вероятно, что повышенное высвобождение глутамата при остром стрессе, наблюдаемое Резниковым и др., может уменьшаться во время приготовления срезов головного мозга. Несмотря на неспособность повлиять на частоту sEPSC, как показано в текущем исследовании, AIS оказал незначительное различное влияние на распределение частоты sEPSC в BA-mPFC и PN без BA-mPFC. В то время как частота sEPSCs в нейронах BA-mPFC имеет тенденцию к увеличению при AIS, в нейронах без BA-mPFC она снижается. Синаптические механизмы, лежащие в основе этого, практически неясны и ждут дальнейших исследований.

Затем мы наблюдали, что АИС оказывает незначительное влияние на амплитуду сТПСТ в обоих БП БА. Однако его влияние на распределение амплитуды sIPSC было значительным в этих клетках, отражая увеличение доли sIPSC с большей амплитудой. На самом деле, в нескольких более ранних исследованиях было обнаружено, что острый стресс усиливал отток ГАМК в БА [29] и соседнюю с ней центральную миндалину [30]. Таким образом, острый стресс также задействует тормозную сеть при БА. Однако такое рекрутирование несколько противоречит растормаживанию миндалины после острого стресса [20]. Мы предполагаем, что это может отражать компенсаторную реакцию локальной тормозной сети, которая может помочь предотвратить чрезмерное растормаживание миндалевидного тела при возникновении острого стресса и, таким образом, обеспечить соответствующую реакцию на стресс. Примечательно, что эффекты АИС как на глутаматергическую, так и на ГАМКергическую передачу в двух популяциях PN легко имитировались с помощью FSS, что предполагает возможность того, что различные формы стресса могут иметь одинаковое влияние на синаптическую передачу при БА.

В отличие от измененной синаптической передачи АИС на ПС БА внутренняя возбудимость этих ПС не претерпела значительных изменений после АИС. Точно так же в недавнем исследовании сообщалось, что AIS также не влияет на возбудимость PN в латеральной миндалине [31]. Учитывая это, рекрутирование PN миндалевидного тела при остром стрессе может быть в основном достигнуто за счет усиления возбуждающей передачи, которую они получили, а не за счет изменения их внутренней реактивности. Примечательно, что хотя у AIS были лишь незначительные, но статистически незначимые изменения возбудимости обоих подмножеств нейронов, изменения в двух популяциях, по-видимому, происходили в противоположных направлениях. В то время как возбудимость PN BA-mPFC имеет тенденцию к повышению, возбудимость PN без BA-mPFC имеет тенденцию к снижению. Как следствие, BA-mPFC PN активировали больше, чем их аналоги, не относящиеся к BA-mPFC, у мышей AIS, но не у контрольных мышей. Функциональное значение относительного усиления возбуждения нейронов в BA-mPFC PN все еще остается загадкой, но может способствовать взаимодействию между миндалевидным телом и префронтальной корой [32, 33].

Хотя АИС не смог значительно изменить возбудимость БП БА, с другой стороны, постоянное воздействие стрессовых событий многократно повышало возбудимость нейронов миндалины [31, 34, 35]. Таким образом, повышенная реактивность нейронов после многократного воздействия стресса может отражать постоянное, а не преходящее влияние стресса на нейроны БА. Известно, что повторяющийся стресс вызывает ряд устойчивых эпигенетических изменений, которые могут способствовать структурному и функциональному ремоделированию нейронов миндалины [36–38].

Как указано во введении, архитектурно смешанные нейроны БА интегрированы в отдельные микросхемы и, таким образом, играют разные роли в задачах, связанных с миндалевидным телом [13, 14, 39]. Наши текущие результаты показали, что AIS-опосредованные изменения в нейронах BA-mPFC и не-BA-mPFC были в целом схожи с точки зрения возбуждающей и тормозной передачи, которую они получали. Такая почти однородная регуляция с помощью AIS может привести к неразличимой активации BA PN, встроенных в разные микросхемы. В подтверждение этого мы недавно наблюдали, что AIS приводит к сходному уровню увеличения экспрессии c-fos в этих двух подмножествах нейронов, что свидетельствует об активации нейронов (неопубликованные данные). Интересно, что ранее у человека сообщалось, что острый стресс усиливает реакцию миндалины до одинаково высокого уровня как на стимулы, связанные с угрозой, так и на стимулы положительной валентности [40]. Однако лежащие в основе нейронные механизмы остаются неуловимыми. Независимое от цепи усиление глутаматергической передачи при БА может обеспечить нейронную основу для рекрутирования нейронов миндалины при стрессе.

Выводы

Острый стресс аналогичным образом усиливает глутаматергическую передачу на отдельные БП БА, задействованные в разных цепях. Такая модуляция может лежать в основе повсеместной активации нейронов БА острыми различными цепями. Такая модуляция может лежать в основе повсеместной активации нейронов БА при остром стрессе.

Сокращения

AIS:

Острый иммобилизационный стресс

АМРА:

2-амино-3-(3-гидрокси-5-метилизоксазол-4-ил)пропановая кислота

ВА:

Базоамигдала

ФСС:

Стресс от вынужденного плавания

mPFC:

Медиальная префронтальная кора

NAc:

Прилежащее ядро ​​

ИНН:

Проекционные нейроны

sEPSC:

Спонтанные постсинаптические токи возбуждения

СИПСК:

Спонтанные тормозные постсинаптические токи

Ссылки

  1. «>

    McEwen BS. Физиология и нейробиология стресса и адаптации: центральная роль мозга. Physiol Rev. 2007;87(3):873–904.

    Артикул пабмед Google ученый

  2. Джанак П.Х., Тай К.М. От цепей к поведению в миндалевидном теле. Природа. 2015;517(7534):284–92.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  3. Баллейн Б.В., Киллкросс С. Параллельная обработка стимулов: интегрированный взгляд на функцию миндалевидного тела. Тренды Нейроси. 2006;29(5):272–9.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  4. Де Клоет Э.Р., Джоэлс М., Холсбур Ф. Стресс и мозг: от адаптации к болезни. Нат Рев Нейроски. 2005;6(6):463–75.

    Артикул пабмед Google ученый

  5. Гольдштейн Л. Э., Расмуссон А.М., Банни Б.С., Рот Р.Х. Роль миндалевидного тела в координации поведенческих, нейроэндокринных и префронтальных корковых моноаминовых ответов на психологический стресс у крыс. Дж. Нейроски. 1996;16(15):4787–98.

    КАС пабмед Google ученый

  6. ЛаБар К.С., Гейтенби Дж.С., Гор Дж.С., Леду Дж.Е., Фелпс Э.А. Активация миндалевидного тела человека во время приобретения и угасания условного страха: смешанное исследование фМРТ. Нейрон. 1998;20(5):937–45.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  7. Моррис Дж.С., Оман А., Долан Р.Дж. Сознательное и бессознательное эмоциональное обучение в миндалевидном теле человека. Природа. 1998;393(6684):467–70.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  8. Родригес С.М., Леду Дж.Е., Сапольски Р. М. Влияние гормонов стресса на схему страха. Annu Rev Neurosci. 2009 г.;32:289–313.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  9. Рузендал Б., Макьюэн Б.С., Чаттарджи С. Стресс, память и миндалевидное тело. Нат Рев Нейроски. 2009;10(6):423–33.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  10. Сах П., Фабер Э.С., Лопес Де Арментиа М., Пауэр Дж. Миндалевидный комплекс: анатомия и физиология. Physiol Rev. 2003;83(3):803–34.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  11. Питканен А., Савандер В., Леду Дж. Э. Организация внутриминдалевидных цепей у крыс: новая основа для понимания функций миндалевидного тела. Тренды Нейроси. 1997;20(11):517–23.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  12. «>

    Herry C, Ciocchi S, Senn V, Demmou L, Muller C, Luthi A. Включение и выключение страха с помощью различных нейронных цепей. Природа. 2008; 454 (7204): 600–6.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  13. Феликс-Ортис А.С., Бейелер А., Сео К., Леппла К.А., Уайлдс К.П., Тай К.М. Входы BLA для vHPC модулируют поведение, связанное с тревогой. Нейрон. 2013;79(4):658–64.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  14. Намбури П., Бейелер А., Йорозу С., Калхун Г.Г., Халберт С.А., Вичманн Р., Холден С.С., Мертенс К.Л., Анахтар М., Феликс-Ортис А.С. и др. Цепной механизм для дифференциации положительных и отрицательных ассоциаций. Природа. 2015;520(7549): 675–8.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  15. «>

    Патон Дж.Дж., Белова М.А., Моррисон С.Е., Зальцман К.Д. Миндалевидное тело приматов представляет положительное и отрицательное значение визуальных стимулов во время обучения. Природа. 2006; 439 (7078): 865–70.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  16. Тай К.М., Коне Дж.Дж., Шайрер В.В., Джанак П.Х. Нейронное кодирование миндалевидным телом отсутствия вознаграждения во время угасания. Дж. Нейроски. 2010;30(1):116–25.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  17. Сенн В., Вольф С.Б., Херри С., Гренье Ф., Эрлих И., Грундеманн Дж., Фадок Дж.П., Мюллер С., Летцкус Дж.Дж., Лути А. Связь на большом расстоянии определяет поведенческую специфичность нейронов миндалевидного тела. Нейрон. 2014;81(2):428–37.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  18. «>

    Лю ZP, He QH, Pan HQ, Xu XB, Chen WB, He Y, Zhou J, Zhang WH, Zhang JY, Ying XP et al. Рецептор гамма-аминомасляной кислоты, содержащий дельта-субъединицу, растормаживает латеральную миндалину и способствует выражению страха у мышей. Биол психиатрия. 2016; онлайн.

  19. Лю З.П., Сун С., Ван М., Хе И., Сюй Х.Б., штаб-квартира Пан, Чэнь В.Б., Пэн В.Дж., Пан Б.Х. Хронический стресс нарушает ГАМКергический контроль миндалевидного тела за счет подавления тонических токов рецепторов ГАМК. Мол Мозг. 2014;7:32.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  20. Ди С., Итога К.А., Фишер М.О., Соломонов Дж., Ролч Э.А., Гилпин Н.В., Таскер Дж.Г. Острый стресс подавляет синаптическое торможение и усиливает тревожность за счет высвобождения эндоканнабиноидов в базолатеральной миндалевидном теле. Дж. Нейроски. 2016;36(32):8461–70.

    Артикул пабмед Google ученый

  21. «>

    Марун М., Иоаннидес П.Дж., Бергман К.Л., Кавушанский А., Холмс А., Веллман К.Л. Дефицит угашения страха после острого стресса связан с увеличением плотности шипиков и ретракцией дендритов в нейронах базолатеральной миндалины. Евр Джей Нейроски. 2013;38(4):2611–20.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  22. Raio CM, Brignoni-Perez E, Goldman R, Phelps EA. Острый стресс ухудшает восстановление памяти угасания у людей. Нейробиол Узнать Мем. 2014;112:212–21.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  23. Хьюберт Г.В., Ли К., Рейнни Д.Г., Мули Э.К. Влияние стресса на распределение и функцию AMPA-рецепторов в базолатеральной миндалине. Структура мозга Функц. 2014;219(4):1169–79.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  24. «>

    Пополи М., Ян З., Макьюэн Б.С., Санакора Г. Напряженный синапс. Влияние стресса и глюкокортикоидов на передачу глутамата. Нат Рев Нейроски. 2012;13(1):22–37.

    КАС Google ученый

  25. Резников Л.Р., Грилло К.А., Пироли Г.Г., Пасумарти Р.К., Рейган Л.П., Фадель Дж. Острое стресс-опосредованное повышение уровня внеклеточного глутамата в миндалевидном теле крыс. Дифференциальные эффекты лечения антидепрессантами. Евр Джей Нейроски. 2007;25(10):3109–14.

    Артикул пабмед Google ученый

  26. Yuen EY, Liu W, Karatsoreos IN, Ren Y, Feng J, McEwen BS, Yan Z. Механизмы острого вызванного стрессом усиления глутаматергической передачи и рабочей памяти. Мол Психиатрия. 2011;16(2):156–70.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  27. Musazzi L, Milanese M, Farisello P, Zappettini S, Tardito D, Barbiero VS, Bonifacino T, Mallei A, Baldelli P, Racagni G, et al. Острый стресс увеличивает вызванное деполяризацией высвобождение глутамата в префронтальной/лобной коре крыс: демпфирующее действие антидепрессантов. Плос Один. 2010;5(1):e8566.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  28. Yuen EY, Liu W, Karatsoreos IN, Feng J, McEwen BS, Yan Z. Острый стресс усиливает глутаматергическую передачу в префронтальной коре и облегчает рабочую память. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(33):14075–9.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  29. Резников Л.Р., Рейган Л.П., Фадель Дж.Р. Влияние острого и повторяющегося стресса на отток ГАМК в базолатеральной и центральной миндалевидных телах крыс. Мозг Res. 2009 г.;1256:61–8.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  30. Партридж Дж. Г., Форселли П.А., Луо Р., Кэшдан Дж.М., Шулкин Дж., Валентино Р.Дж., Вичини С. Стресс увеличивает ГАМКергическую нейротрансмиссию в нейронах CRF центральной миндалины и концевой полоски ядра ложа. Нейрофармакология. 2016; 107: 239–50.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  31. Rosenkranz JA, Venheim ER, Padival M. Хронический стресс вызывает повышенную возбудимость миндалины у грызунов. Биол психиатрия. 2010;67(12):1128–36.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  32. Монах К.С., Тельцер Э.Х., Могг К., Брэдли Б.П., Май Х., Луро Х.М., Чен Г., МакКлюр-Тон Э.Б., Эрнст М., Пайн Д.С. Активация миндалевидного тела и вентролатеральной префронтальной коры для маскировки сердитых лиц у детей и подростков с генерализованным тревожным расстройством. Арх генерал психиатрия. 2008;65(5):568–76.

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  33. «>

    Вертес РП. Дифференциальные проекции инфралимбической и прелимбической коры крысы. Синапс. 2004;51(1):32–58.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  34. Hetzel A, Rosenkranz JA. Отчетливое влияние повторяющегося стресса ограничения на свойства мембраны нейронов базолатеральной миндалины у устойчивых подростков и взрослых крыс. Нейропсихофармакол. 2014;39(9):2114–30.

    Артикул Google ученый

  35. Рау А.Р., Чаппелл А.М., Батлер Т.Р., Ариводола О.Дж., Вайнер Д.Л. Повышенная возбудимость базолатеральных пирамидных клеток миндалины может способствовать анксиогенному фенотипу, индуцированному хроническим стрессом в раннем возрасте. Дж. Нейроски. 2015;35(26):9730–40.

    КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  36. Макьюэн Б. С., Эйланд Л., Хантер Р.Г., Миллер М.М. Стресс и тревога: структурная пластичность и эпигенетическая регуляция как следствие стресса. Нейрофармакология. 2012;62(1):3–12.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  37. Станкевич А.М., Свергель А.Х., Лисовски П. Эпигенетика адаптации мозга к стрессу. Мозг Рес Бык. 2013;98:76–92.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  38. Троллоп А.Ф., Гутьеррес-Месинас М., Мифсуд К.Р., Коллинз А., Сондерсон Э.А., Реул Дж.М. Стресс, эпигенетический контроль экспрессии генов и формирование памяти. Опыт Нейрол. 2012;233(1):3–11.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  39. Бейелер А., Намбури П., Глобер Г.Ф., Симоннет С., Калхун Г.Г., Коньерс Г.Ф., Лак Р., Уайлдс К.П., Тай К.М. Дивергентная маршрутизация положительной и отрицательной информации от миндалевидного тела во время извлечения памяти. Нейрон. 2016;90(2):348–61.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  40. Van Marle HJ, Hermans EJ, Qin S, Fernandez G. От специфичности к чувствительности: как острый стресс влияет на обработку миндалевидным телом биологически важных стимулов. Биол психиатрия. 2009 г.;66(7):649–55.

    Артикул пабмед Google ученый

Ссылки на скачивание

Благодарности

Неприменимо.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке грантов Национального фонда естественных наук Китая (гранты № 31160208,

123, 81601179), Национальной программы фундаментальных исследований Китая (грант № 2014CB846100), Программы для выдающихся талантов нового века в университетах Китая, «Проект 555» и Научный проект провинции Цзянси (№ грантов 20143ACB21002, KJLD14013).

Наличие данных и материалов

Неприменимо.

Вклад авторов

BP, XT, XY разработали исследование; КС и ВЗ. провел эксперимент; XW и JZ проанализировали данные; БП и КС. написал бумагу. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Согласие на публикацию

Не применимо.

Одобрение этики

Все эксперименты проводились под руководством Национального института здравоохранения и с одобрения Институционального комитета по уходу и использованию животных Наньчанского университета.

Информация об авторе

Примечания автора

    Авторы и организации

    1. Лаборатория страха и тревожных расстройств, Институт наук о жизни, 330031, Наньчан, Китай

      ,

      Wen Song, Zen Song, Wen Джун-Ю Чжан и Бин-Син Пан

    2. Колледж наук о жизни, 330031, Наньчан, Китай

      Чен Сонг, Сяо-Ли Тянь и Бин-Син Пан

    3. Отделение неврологии, 2-я дочерняя больница, Наньчанский университет, 330031, Китай

      Xiao-Ping Yin & Bing-Xing Pan

    4. Совместный инновационный центр провинции Цзянси по сердечно-сосудистым, пищеварительным и нервно-психическим заболеваниям, 330031, Наньчан, Китай

      Bing-Xing Pan

    Авторы

    1. Chen Song

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    2. Wen-Hua Zhang

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    3. Xue-Hui Wang

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

    4. Jun-Yu Zhang

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    5. Xiao-Li Tian

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    6. Xiao-Ping Yin

      Посмотреть публикации автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    7. Bing-Xing Pan

      Просмотр публикаций автора

      Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

    Автор, ответственный за корреспонденцию

    Бин-Син Пан.

    Дополнительные файлы

    Дополнительный файл 1: Рисунок S1.

    AIS значительно усиливает глутаматергическую передачу на BA PN. a Репрезентативные следы, показывающие sEPSC, зарегистрированные из PN BA у контрольных мышей и мышей AIS. b Сводные данные, показывающие амплитуду sEPSC (слева) и частоту (справа) PN BA от контрольной мыши и мыши AIS. c — d Кумулятивное распределение амплитуды (c) и частоты (d) сВПСТ в БА PN. * р  < 0,05. (TIF 768 КБ)

    Дополнительный файл 2: Рисунок S2.

    АИС незначительно влияет на ГАМКергическую передачу на БА ПС. a Репрезентативные следы, показывающие sIPSC, записанные из PN BA у контрольных мышей и мышей AIS. b Сводные данные, показывающие амплитуду sIPSC (слева) и частоту (справа) BA PN у контрольных мышей и мышей AIS. c — d Кумулятивное распределение амплитуды (c) и частоты (d) сТПСТ в БА PN. (TIF 749 КБ)

    Дополнительный файл 3: Рисунок S3.

    FSS значительно усиливает глутаматергическую передачу как на нейроны BA-mPFC, так и на нейроны, не относящиеся к BA-mPFC. a Репрезентативные следы, показывающие sEPSC, зарегистрированные из PN BA-mPFC и соседних с ними PN не-BA-mPFC у контрольной мыши и мыши FSS. b Сводные данные, показывающие амплитуду сВПСК парных зарегистрированных BA-mPFC и не-BA-mPFC PN (обведены кружком) у контрольной мыши и мыши AIS. Их средние значения были показаны в столбце. c Кумулятивное распределение амплитуды sEPSC в двух подмножествах нейронов BA. d Суммарные данные частоты сВПСТ в обеих субпопуляциях нейронов БА. e Кумулятивное распределение частоты сВПСТ в обоих подмножествах нейронов БА. * р  < 0,05. (TIF 1114 кб)

    Дополнительный файл 4: Рисунок S4.

    FSS незначительно влияет на ГАМКергическую передачу как на нейроны BA-mPFC, так и на нейроны, не относящиеся к BA-mPFC. a Репрезентативные следы, показывающие sIPSC, зарегистрированные из PN BA-mPFC и их проксимальных PN не-BA-mPFC у контрольных мышей и мышей FSS. b Сводные данные, показывающие амплитуду sIPSC для зарегистрированных пар BA-mPFC и PN без BA-mPFC (обведены кружком) у контрольной мыши и мыши AIS. Их средние значения были показаны в столбце. c Кумулятивное распределение амплитуды sIPSC в обеих субпопуляциях нейронов БА. d Суммарные данные частоты sIPSC в обеих субпопуляциях нейронов БА. e Кумулятивное распределение частоты sIPSC в обеих подгруппах нейронов BA. (TIF 1126 КБ)

    Права и разрешения

    Открытый доступ Эта статья распространяется в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии вы должным образом указываете автора (авторов) и источник, предоставляете ссылку на лицензию Creative Commons и указываете, были ли внесены изменения. Отказ от права Creative Commons на общественное достояние (http://creativecommons. org/publicdomain/zero/1.0/) применяется к данным, представленным в этой статье, если не указано иное.

    Перепечатки и разрешения

    Об этой статье

    Микросхема с памятью, которая защищена как аппаратным, так и программным обеспечением

    ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

    Настоящая заявка включает посредством ссылки следующие совместно переуступленные патентные заявки, одновременно поданные с ней , которые описывают родственный предмет:

    ______________________________________
    Сер. №/ № в досье Название Изобретатель(и)
    __________________________________________

    20661-00421 Метод и устройство
    Shweitzer,
    Для ключа шифрования
    и др.
    Creation
    20661-00423 Single Chip Little, et al. Микропроцессор
    , математический сопроцессор
    , генератор случайных чисел
    , часы реального времени
    и ОЗУ
    с интерфейсом 1-Wire

    20661-00432 Безопасный модуль с
    Little, et al. Микропроцессор
    и сопроцессор
    9

    1. Область техники, к которой относится изобретение .

    2. Описание предшествующего уровня техники

    В современной развивающейся области электронной коммерции безопасность данных, которые хранятся в полупроводниковой памяти, является растущей проблемой, с которой должны бороться уполномоченные владельцы таких данных. Как правило, санкционированный доступ к электронным данным регулируется аппаратными и программными схемами проверки, включающими пароли, личные идентификационные номера и т.п. Чтобы еще больше снизить вероятность успешного несанкционированного доступа к данным, производители компонентов также прибегают к таким методам, как шифрование данных. Однако существует множество приложений, в которых проблемы безопасности остаются достаточно высокими, поэтому могут потребоваться дополнительные механизмы безопасности.

    Надежное, эффективное и экономичное решение для повышения безопасности данных состоит в обеспечении комбинации физических барьеров, с которыми злоумышленник должен бороться, последовательно преодолевая такие барьеры. Хотя каждый физический барьер сам по себе может быть довольно простым, следует понимать, что их комбинация может быть мощным решением, в котором попытка преодоления внешнего барьера направлена ​​на то, чтобы помешать успешному доступу к электронным данным либо путем срабатывания внутреннего барьера, либо путем разрушения данные вообще.

    Одним из таких физических барьеров может быть герметичный контейнер, внутри которого находится полупроводниковый чип, содержащий память. Обеспечивая проводящие поверхности как часть контейнера, в таком устройстве можно эффективно интегрировать как защиту данных, так и интерфейс передачи данных. Кроме того, путем прикрепления полупроводникового чипа к подложке, расположенной внутри контейнера, с помощью припоя и инкапсуляции чипа с помощью обычной эпоксидной смолы можно оценить эффективность многих методов обратного проектирования для определения логических состояний в ячейках памяти, например, микроскопия обратной эмиссии сильно ограничена.

    Другим простым, но очень эффективным физическим барьером может быть многослойная и переплетенная проводящая сетка, выполненная как часть металлизации самого полупроводникового чипа. Можно понять, что создание переплетенной проводящей сетки, сформированной с минимальной геометрией, может сдерживать эффективную электронную микроскопию, а также обнаруживать микрозондирование. На основе обнаружения такого микрозондирования проводящих слоев было бы выгодно создать схему отключения, которая уничтожала бы данные, хранящиеся в памяти, либо пассивно, отключая внутренний источник питания, либо активно, передавая сигнал стирания в матрицу памяти.

    Кроме того, было бы выгодно предусмотреть схему обнаружения/отключения как часть монолитной полупроводниковой микросхемы, которая способна обнаруживать изменение любых условий окружающей среды, связанных с незаконной попыткой получить доступ. Например, схема обнаружения может обнаруживать и отключаться при заданной величине изменения или при достижении заданного заданного значения электромагнитного излучения, химического состава, давления окружающей среды, температуры и т.п. Кроме того, контролируя генератор реального времени, связанный с полупроводниковой микросхемой, можно также генерировать сигнал стирания данных, если несанкционированный вход приведет либо к изменению частоты генератора реального времени, либо к временной остановке генератора реального времени. осциллятор времени.

    Несмотря на то, что некоторые из вышеупомянутых улучшений безопасности существовали до сих пор в течение некоторого времени, известно, что ни одна система предшествующего уровня техники не обладала бы всеми преимуществами и новыми функциями экономичного комбинированного решения, описанного и заявленного здесь ниже.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    В одном аспекте предпочтительного в настоящее время примерного варианта осуществления настоящее изобретение включает корпус с полостью, внутри которой расположена подложка с верхней поверхностью и нижней поверхностью; полупроводниковая микросхема, имеющая монолитную интегральную микросхему, при этом полупроводниковая микросхема прикреплена к подложке посредством множества выступов припоя. В другом аспекте настоящего изобретения подложка, к которой крепится полупроводниковая микросхема, может представлять собой печатную плату или другую полупроводниковую микросхему, имеющую дополнительные схемы.

    В еще одном аспекте настоящего изобретения полупроводниковая микросхема содержит микропроцессор с однопроводным интерфейсом, имеющим многослойную чересстрочную проводящую сетку, нарисованную с минимальной геометрией; и схему обнаружения/отключения для обнаружения изменения условий окружающей среды или частоты генератора реального времени. Обнаруженное изменение связано с несанкционированным доступом к электронным данным, хранящимся в массиве памяти полупроводникового чипа.

    Приведенные в качестве примера варианты осуществления включают несколько методов защиты для предотвращения нежелательных технических и нетехнических вторжений в микросхему и связанную с ней память. Такие методы защиты включают в себя, помимо прочего, разнообразие и комбинацию методов построения схем, методов сборки схем, физических барьеров и программных и аппаратных процессов схем. Точнее, схема:

    1. герметично закрыт корпусом из нержавеющей стали. Цепь также может быть герметизирована в полимерном корпусе. При использовании полимерного корпуса необходимо предусмотреть токопроводящую контактную поверхность для прикосновения микросхемы к основной схеме.

    2. содержит память SRAM, которая поддерживается батареей, встроенной в схему. При взломе корпуса вокруг схемы срабатывает схема отключения, тем самым отключая энергию батареи от SRAM. Это приводит к почти мгновенному уничтожению данных SRAM.

    3. Может содержать активируемую цепь окна высокой/низкой температуры. Когда температура выше или ниже заданной температуры, цепь срабатывает. При срабатывании температурного контура данные в памяти будут мгновенно стерты.

    4. может иметь переплетенную силовую и заземляющую сетку, закрывающую кристалл микросхемы. Чередование питания и земли запрещает зондирование микросхемы кристалла, потому что питание и земля будут закорочены пробником, что уничтожит информацию, хранящуюся в SRAM. Переплетение питания и земли действует как барьер для проверки с помощью электронного микроскопа. Кроме того, переплетение является физическим барьером, который препятствует эффективному удалению металла с помощью методов химического травления, потому что химическое травление тесно переплетенных линий питания и заземления приведет к короткому замыканию питания и разрушению заземления данных SRAM в реальном времени.

    5. может иметь несколько металлизированных слоев поверх схемы кристалла. Каждый металлизированный слой может состоять из различных металлических или неметаллических соединений. Соединения могут быть из группы, включающей полиимид (непроводящий слой), хром, хром и медь, медь или припой. Наслоение различных соединений будет действовать как экран, препятствующий просмотру электронной микроскопии схемы кристалла, усложнит разделение схемы и будет растворяться с разной скоростью при химическом травлении, что чрезвычайно затрудняет контролируемый процесс травления.

    6. Может быть инкапсулирован в виде кристалла и печатной платы. Инкапсуляция может быть выполнена сплошным или полым пластиковым или полимерным барьером. Такой барьер усложняет проникновение к микросхеме без разрушения данных, хранящихся в памяти SRAM.

    7. могут иметь различные схемы обнаружения несанкционированного доступа, которые уничтожают оперативные данные SRAM при взломе герметичного корпуса. Такие схемы обнаружения могут включать, но не ограничиваться ими, светочувствительные схемы, схемы, чувствительные к давлению, чувствительные к температуре схемы, схемы, чувствительные к обрыву внутренней мощности, схемы обнаружения газа, схемы, чувствительные к электромагнитным волнам, схемы самоуничтожения с синхронизацией и схемы обнаружения влаги. Эта схема обнаружения может быть полностью аппаратной, так что при заданном обнаружении память SRAM уничтожается. Схема обнаружения также может частично управляться программным обеспечением, так что перед уничтожением данных в SRAM должно произойти множество выбираемых программным обеспечением событий обнаружения. Примерный вариант осуществления имеет схему, которая обнаруживает изменение в физической среде и уничтожает данные в памяти SRAM на основе того, что обнаружено.

    8. Может включать технологию контактной пайки. Технология контактного припоя позволяет монтировать схему кристалла на плате пластиной вверх, а не стороной схемы вверх, с выводами от верхней части схемы кристалла вниз к плате. Проверка схемы и данных памяти на кристалле чрезвычайно затруднена из-за легкости разрушения схемы и/или данных в памяти.

    9. Может включать технологию флип-чипа. Технология перевернутого кристалла используется с технологией припоя, при которой схема кристалла монтируется с перевернутым чипом, так что схема кристалла обращена к печатной плате, на которой она установлена, а пластина кристалла обращена в сторону от печатной платы.

    10. Может включать в себя аппаратное, программное и/или микропрограммное обеспечение для авторизации доступа по времени, что гарантирует выполнение операций канала в течение заданного промежутка времени.

    11. Может включать генератор синхронизации, который должен работать в заданном диапазоне частот, иначе данные в памяти будут уничтожены. Это полезно, потому что генератор может ускоряться или замедляться, когда схема подвергается воздействию горячих или холодных условий или когда схема проверяется или реконструируется.

    Комбинации и перестановки множества вышеупомянутых методов защиты обеспечивают примерные микросхемы, которые можно комбинировать со схемой памяти и однопроводной схемой, чтобы память и фактическая схема были защищены от несанкционированного вторжения.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    Более полное понимание настоящего изобретения может быть получено при обращении к следующему подробному описанию в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

    РИС. 1 представляет собой вид в поперечном сечении примерного варианта осуществления электронного модуля данных, который может использоваться для размещения микросхемы с памятью, которая защищена как аппаратными средствами, так и программным обеспечением в соответствии с идеями настоящего изобретения;

    РИС. 2 представляет собой увеличенный вид в поперечном сечении предпочтительного в настоящее время примерного варианта штыря припоя;

    РИС. 3 представляет собой вид сверху части примерной переплетенной проводящей сетки;

    РИС. 4 представляет собой вид сверху примерного монолитного полупроводникового кристалла, имеющего множество выступов припоя;

    РИС. 5 иллюстрирует функциональную блок-схему примерного монолитного полупроводникового кристалла; и

    РИС. 6 иллюстрирует блок-схему предпочтительного примерного варианта осуществления схемы определения температуры, используемой в соответствии с идеями настоящего изобретения.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    Ссылаясь теперь на чертежи, на которых одинаковые или подобные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями на нескольких видах, и на которых различные изображенные элементы не обязательно изображены в масштабе, и, более конкретно, на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении предпочтительного в настоящее время примерного варианта осуществления электронного модуля 100 данных, который может использоваться для заключения микросхемы с памятью, которая защищена как аппаратными, так и программными механизмами в соответствии с идеями настоящего изобретения. . Электронный модуль 100 данных, который может иметь форму жетона или кнопки, предназначен для герметичного размещения монолитной полупроводниковой микросхемы 135, которая может содержать множество элементов схемы, таких как память, микропроцессоры, схема мультиплексирования и схема защиты от электростатического разряда. Корпус 160 модуля 100 электронных данных предпочтительно содержит охватываемую проводящую поверхность 110 и охватывающую проводящую поверхность 105, которые сконструированы таким образом, что охватываемая проводящая поверхность 110 вставляется в охватывающую проводящую поверхность 105, облицованную изолятором 115. В предпочтительном в настоящее время иллюстративном варианте осуществления как охватывающая проводящая поверхность 105, так и охватываемая проводящая поверхность 110 содержат поверхности из нержавеющей стали.

    В соответствии с идеями настоящего изобретения монолитный полупроводниковый чип 135 прикрепляется к подложке 130 с помощью множества припоя, например, припоя 140, так что верхняя пассивированная сторона 155 монолитного полупроводникового чипа 135 расположен напротив подложки 130. В соответствии с настоящим изобретением задняя сторона или объемная сторона 150 монолитной полупроводниковой микросхемы 135 предпочтительно герметизирована обычной эпоксидной смолой. Кроме того, зазор 145 между монолитной полупроводниковой микросхемой 135 и подложкой 130 также предпочтительно заполнен обычным смолистым наполнителем за счет капиллярного явления.

    К подложке 130 предпочтительного в настоящее время примерного модуля 100 электронных данных также прикреплены кристалл 125, по крайней мере, обеспечивающий базу времени, и батарея 120. Можно легко понять, что подложка 130 настоящего изобретения может быть обычная печатная плата или тому подобное. Кроме того, в дополнительном аспекте настоящего изобретения подложка 130 может быть другой полупроводниковой микросхемой, расположенной на печатной плате, прикрепленной к полости, образованной корпусом 160. В еще одном аспекте подложка 130 может быть печатной платой. печатная плата расположена на верхней поверхности другого полупроводникового кристалла, тем самым создавая «полупроводниковый бутерброд» в полости корпуса 160.

    Как будет понятно специалистам в данной области техники, в соответствии с принципами настоящего изобретения повышенная безопасность и целостность электронных данных, которые могут храниться в памяти монолитного полупроводникового чипа 135, реализуются за счет инновационного аспекты, относящиеся как к физическим барьерам, так и к схемам обнаружения, которые могут сработать при изменении условий окружающей среды или внутренних рабочих условий, которые могут быть связаны с несанкционированным доступом к хранимым электронным данным. Эти новые аспекты настоящего изобретения будут обсуждаться ниже со ссылкой на остальные чертежи.

    РИС. 2 изображен увеличенный вид в поперечном сечении предпочтительной в настоящее время контактной площадки 140 для припоя, множество которых можно использовать для прикрепления монолитной полупроводниковой микросхемы 135 к подложке 130. Видно, что верхняя пассивированная сторона 155 монолитной полупроводниковой микросхемы 135 содержит переплетенную проводящую сетку 205 из линий питания и заземления (показана на фиг. 3), которая предпочтительно может быть перемешана с диэлектрическим веществом, таким как диоксид кремния (SiO 2 ). Хотя на этой фиг. что чересстрочная проводящая сетка 205 является однослойной, здесь предполагается, что специалистам в данной области будет очевидно, что можно изготовить и использовать многоуровневую чересстрочную проводящую сетку для дальнейшего повышения безопасности и целостности хранимых электронных данных. в соответствии с идеями настоящего изобретения. Кроме того, предполагается, что переплетенная проводящая сетка 205, которая может быть одноуровневой, двухуровневой или многоуровневой, может быть изготовлена ​​в соответствии с известными процессами, включая, помимо прочего, напыление таких обычных металлов и их композиций. как алюминий, титан, вольфрам или титан-вольфрам.

    Переплетенная проводящая сетка 205 предпочтительно изготавливается с использованием минимальной проектной геометрии, то есть минимальных размеров линий и промежутков, которые должны использоваться для конкретной архитектуры полупроводникового процесса, чтобы конкретно минимизировать по меньшей мере две вещи. Во-первых, вероятность достижения внутренних проводящих слоев запоминающего устройства с целью считывания логических уровней, соответствующих хранимым данным, с помощью различных традиционных методов анализа отказов, таких как эмиссионная электронная микроскопия, вольт-контрастные методы или методы жидких кристаллов, индуцированный лучом детектирование тока и так далее, сводится к минимуму из-за физического барьера, который создается переплетенной проводящей сеткой 205. Детекторные схемы этих традиционных методов предназначены для обнаружения таких тонких различий, как связанные с наличием заряда на запрограммированной ячейке памяти в фотонном режиме. излучение, или напряжение, или наведенный ток, или видимая спектральная фаза и т. д. Однако наличие чересстрочной проводящей сетки 205 эффективно создает резистивный барьер, который будет мешать сигналу обнаружения, так что надежное считывание логических уровней памяти хранения будет затруднено.

    Кроме того, из-за плотной геометрии переплетенной проводящей сетки 205 вероятность успешного удаления слоев монолитной полупроводниковой микросхемы 135 с использованием обычных методов химического травления или методов сфокусированного ионного пучка («FIR») также сведена к минимуму. Специалисту в данной области техники станет очевидным после ссылки на это, что чересстрочная проводящая сетка 205 тем самым повышает безопасность данных, хранящихся в памяти, связанной с иллюстративным модулем 100 электронных данных (показанным на фиг. 1).

    Продолжая ссылаться на РИС. 2 показан полиимидный слой 210, покрывающий переплетенную проводящую сетку 205, в соответствии с идеями настоящего изобретения. Примерный столбик 140 припоя предпочтительно представляет собой многослойную структуру, имеющую слой 215 хрома, примыкающий к слою 205 переплетенной проводящей сетки, слой 220 сплава хрома и меди, нанесенный на слой 215 хрома, и слой 225 меди, нанесенный на слой 225 хрома и меди. слой сплава 220. Затем многослойная структура покрывается обычным припоем 230, тем самым создавая «выпуклость», с помощью которой полупроводниковый чип 135 прикрепляется к подложке 130.

    Использование множества припоя, например, примерного припоя 140, для склеивания между полупроводниковой микросхемой 135 и подложкой 130 позволяет достичь по меньшей мере двух целей. Во-первых, благодаря прямому соединению полупроводниковой микросхемы 135 с подложкой 130 достигается экономия драгоценной площади платы за счет предельного уменьшения занимаемой площади микросхемы. Например, в предпочтительном в настоящее время примерном варианте осуществления настоящего изобретения достигается соотношение кремния к плате более 40%. Во-вторых, поскольку монолитная полупроводниковая микросхема 135 обращена вниз, то есть она «перевернута» на подложке 130, доступ к проводящим слоям полупроводниковой микросхемы 135 путем обычного удаления слоев сильно затруднен. Кроме того, любое обнаружение обратной эмиссии, которое может быть возможно в некоторых сложных системах эмиссионной микроскопии, сводится на нет за счет предпочтительного использования эпитаксиальной кремниевой подложки с подходящей модификацией ее характеристик легирующей примеси.

    Обратимся теперь к фиг. 3 показан вид сверху, обычно под номером 300, части примерной переплетенной проводящей сетки (позиция 205 на фиг. 2) в соответствии с идеями настоящего изобретения. Как обсуждалось выше, несмотря на то, что виден один слой переплетенной проводящей сетки 205, специалистам в данной области техники будет очевидно, что сетка 205 может фактически представлять собой многослойную структуру с подходящим диэлектрическим веществом в пространство 315 между линией 305 питания и заземлением 310 для предотвращения короткого замыкания в микросхеме 135. Кроме того, хотя линия 305 питания и заземление 310 показаны как переплетенные гребенчатые структуры, очевидно, что практически любая геометрическая форма, правильная или неправильную, например, змеевидную или спиралевидную форму, можно использовать для изготовления переплетенной проводящей сетки 205 по настоящему изобретению.

    РИС. 4 показан вид сверху, обычно под углом 500, примерного монолитного полупроводникового кристалла 135, имеющего множество припойных выступов, например припойного выступа 140. Монолитный полупроводниковый кристалл 135 предпочтительно имеет множество контактных площадок, например контактную площадку. 510, расположенных предпочтительно вдоль его внешних краев. Видно, что первое подмножество контактных площадок припоя, например контактная площадка 140, электрически соединено через соединители, например, разъем 515, с соответствующим первым подмножеством контактных площадок, например, контактной площадкой 510. Также видно, что в типичной монолитной полупроводниковой микросхеме 135 второе подмножество контактных площадок припоя, например контактная площадка 505, электрически не соединено с какими-либо его контактными площадками. Таким образом, второе подмножество контактных площадок припоя предпочтительно обеспечивают для повышения структурной стабильности между полупроводниковой микросхемой 135 и подложкой 130 (показанной на фиг. 1).

    Обратимся теперь к фиг. 5 показана блок-схема, обычно под номером 400, примерного варианта осуществления монолитной полупроводниковой микросхемы 135 в соответствии с идеями настоящего изобретения. Функционально полупроводниковая микросхема 135 содержит управляющую логику с блоком 435 памяти, способным обрабатывать сигналы, генерируемые блоком 425 схемы синхронизации, блоком 415 схемы обнаружения/отключения, блоком 470 схемы шифрования, блоком 460 ввода/вывода и защищенным блоком. блок памяти 410. Как хорошо известно специалистам, каждый из этих функциональных блоков монолитной полупроводниковой микросхемы 135 питается от блока 440 источника питания.0005

    Защищенный блок 410 памяти предпочтительно может представлять собой массив статической оперативной памяти (SRAM), который может поддерживаться источником 440 питания, чтобы SRAM отображалась энергонезависимой. В соответствии с идеями настоящего изобретения именно защищенный блок 410 памяти содержит ценные электронные данные, причем несанкционированный доступ к ним затруднен новой комбинацией физических барьеров и аппаратных и программных систем безопасности, раскрытых здесь.

    Блок 415 цепи обнаружения/отключения предпочтительно предназначен для обработки либо внутреннего сигнала 430 отключения, либо внешнего сигнала 420 отключения. в условиях окружающей среды в сигнал отключения 420. Таким образом, в настоящем документе предполагается, что в объем настоящего изобретения входит создание схемы обнаружения/отключения, способной обнаруживать изменение электромагнитного излучения, давления, температуры и химического состава окружающей среды. . Кроме того, предполагается, что предполагаемые изменения электромагнитного излучения можно обнаружить в широком диапазоне спектров, включая, например, видимый свет, инфракрасные или ультрафиолетовые волны. Кроме того, предполагаемые изменения химического состава включают, например, изменения состава газа, изменения содержания влаги или химические изменения в результате травления и других методов удаления слоев.

    При обнаружении внешнего сигнала 420 отключения блоком 415 схемы обнаружения/отключения и после передачи такого обнаружения по каналу 455 передачи сигналов в блок 435 логики управления/памяти, блок 435 логики управления/памяти производит стирание блока сигнал, который передается по каналу 452 передачи сигналов в блок 410 защищенной памяти для стирания содержащихся в нем электронных данных. Электронные данные в защищенном блоке 410 памяти предпочтительно могут быть зашифрованы путем применения блока 470 схемы шифрования в ответ на логический сигнал, выдаваемый блоком 435 управляющей логики/памяти. Блок 470 схемы шифрования может предпочтительно содержать такие схемы, как случайные генератор чисел (не показан), генератор уравнений циклического контроля избыточности (CRC) (не показан) и кодировщик данных (не показан).

    При ссылке на это будет понятно, что при обнаружении изменения условий окружающей среды или достижении соответствующей уставки блоком 415 схемы обнаружения/отключения в другом варианте осуществления настоящего изобретения также возможно пассивно разрушить электронные данные, содержащиеся в блоке 410 защищенной памяти, путем простого отключения линии 453 электропитания, расположенной между источником 440 питания и блоком 410 защищенной памяти.

    Продолжая ссылаться на фиг. 5 можно видеть, что блок 415 схемы обнаружения также предпочтительно снабжен возможностью обработки внутреннего сигнала отключения 430, который может быть вызван изменением частоты в генераторе, связанном с блоком 425 схемы синхронизации, или по истечении определенное время, обнаруженное блоком 480 синхронизированного доступа или нагрузкой на чересстрочную линию электропередачи (позиция 305 на фиг. 3), которая может встречаться в методе обратного проектирования, например, индуцированный оптическим лучом ток («OBIC «), индуцированный электронным лучом ток («EBIC») или методы изменения напряжения, индуцированного светом («LIVA»). Как только внутренний сигнал 430 отключения обнаружен блоком 415 схемы обнаружения/отключения, блок 435 управляющей логики/памяти может затем применить подходящую логику либо для активного блокирования стирания блока 410 защищенной памяти, либо для пассивной потери данных в нем путем отключения питания.

    Как будет понятно специалистам в данной области техники, несмотря на то, что блок 415 схемы обнаружения/отключения показан на этой ФИГУРЕ как единый функциональный блок, при ссылке на нее будет очевидно, что множество схем обнаружения/отключения, каждая из которых схема, оптимизированная для обнаружения заранее определенного изменения в конкретном рабочем состоянии, может использоваться в единственном варианте осуществления настоящего изобретения.

    РИС. 6 иллюстрирует функциональную блок-схему предпочтительной в настоящее время примерной схемы обнаружения/отключения по температуре, обычно обозначенной ссылочной позицией 600, используемой в соответствии с идеями настоящего изобретения. Можно видеть, что компаратор 610 напряжения образует критический функциональный блок схемы датчика температуры/отключения в этом варианте осуществления. Компаратор 610 имеет в качестве своих входов сигнал VPTAT («Напряжение, пропорциональное абсолютной температуре») 635 на своем положительном выводе 611 и сигнал 630 VBGOUT («Выходное напряжение запрещенной зоны») на своем отрицательном выводе 612.

    Продолжая ссылаться на РИС. 6 можно заметить, что сигнал 630 VBGOUT, который функционирует как опорное напряжение для компаратора 610, создается опорным блоком 625 ширины запрещенной зоны. Как известно в данной области техники, опорный блок 625 запрещенной зоны может быть реализуется преимущественно с использованием коэффициентов напряжение-температура биполярных переходных транзисторов (не показаны). Кроме того, кремниевые плавкие предохранители (не показаны) предпочтительно используются для обеспечения функции подстройки, посредством которой величина сигнала 630 VBGOUT может быть изменена в зависимости от потребности пользователя. В предпочтительном в настоящее время примерном варианте осуществления эталонный блок 625 ширины запрещенной зоны сконструирован так, что нескорректированное заданное значение -55°C (или 218°K) соответствует величине 1,25 В для сигнала 630 VBGOUT.

    Продолжая ссылаться на ФИГ. 6, блок 620 измерения температуры формирует сигнал 635 VPTAT. Активные устройства (не показаны) в блоке 620 сконструированы таким образом, что линейная зависимость между создаваемым напряжением и температурой монолитной полупроводниковой микросхемы 135 (показана на фиг. 5) ) доволен. Можно видеть, что в предпочтительном в настоящее время примерном варианте выполнения выполняется следующее уравнение: VPTAT=1,25(T/218°K).

    В общем случае, если величина сигнала 635 VPTAT ниже, чем величина сигнала 630 VBGOUT (который остается постоянным в диапазоне температур), выходной сигнал 615 РАЗРУШЕНИЕ компаратора 610 устанавливается равным логический 0. Этот логический 0 сигнала 615 РАЗРУШЕНИЕ может быть интерпретирован блоком 435 управляющей логики/памяти (показанным на фиг. 5) как команда стереть содержимое защищенной памяти 410 (показанной на фиг. 5). С другой стороны, если величина сигнала 635 VPTAT больше, чем величина сигнала 630 VBGOUT, сигнал 615 РАЗРУШЕНИЕ устанавливается в логическую 1, которая затем интерпретируется блоком 435 управляющей логики/памяти таким образом, что невозможно стирание. сигнал вырабатывается оттуда.

    Кроме того, хотя это и не показано на этой фиг., специалисты в данной области могут легко понять, что функция компаратора 610 может быть связана обычным образом с устройством таймера, так что сравнение напряжения может выполняться только через определенные заранее установленные промежутки времени. В предпочтительном в настоящее время примерном варианте осуществления 1-секундный таймер и тактовый генератор с частотой 16 кГц функционально соединены с компаратором 610, при этом решение о сравнении сигнала 635 VPTAT с сигналом 630 VBGOUT принимается один раз в секунду. Очевидно, что может быть много вариантов реализации, в зависимости от конкретных потребностей пользователя.

    Хотя предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения был проиллюстрирован на прилагаемых чертежах и описан в приведенном выше подробном описании, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом осуществления, но допускает многочисленные перестановки, модификации и замены. без отклонения от сущности изобретения, изложенной и определенной следующей формулой изобретения. Например, в качестве дополнительного усовершенствования предпочтительного в настоящее время примерного варианта осуществления было бы выгодно структурировать защищенную память 410 (показанную на фиг. 5) в виде множества сегментов, при этом один или несколько сегментов преднамеренно остаются незанятыми при сохранении данных. в остальных, и далее при этом данные периодически мигрируют в незанятые сегменты. Ясно, что в сочетании с описанной выше комбинацией аппаратных и программных барьеров «текучие» данные в защищенной памяти 410 становятся еще более непроницаемыми для несанкционированного доступа.

    Похожие записи

    31.08.2023 0

    Микросхема 358: подробный обзор, применение и характеристики операционного усилителя

    30.08.2023 0

    Радиозвонок схема. Радиозвонок своими руками: схемы, устройство и монтаж беспроводного дверного звонка

    29.08.2023 0

    Электросхема ваз 2105 инжектор. Электросхема ВАЗ 2105: особенности, устройство и основные неисправности

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *