Hallo Leute, ich habe gerade diesen sehr interessanten Artikel der AMSAT-DL gefunden http://www.amsat-dl.org/yahu.html. Darin wird über statisches CMOS in Verbindung von Prozessoren gesprochen. Aber was ist statisches CMOS? Dieser Begriff ist mir bislang nicht unter gekommen. Vielen Dank Heinz
Heinz schrieb: > Hallo Leute, > > ich habe gerade diesen sehr interessanten Artikel der AMSAT-DL gefunden > http://www.amsat-dl.org/yahu.html. > > Darin wird über statisches CMOS in Verbindung von Prozessoren > gesprochen. > Aber was ist statisches CMOS? Dieser Begriff ist mir bislang nicht unter > gekommen. > > Vielen Dank > Heinz Das sind Prozessoren, die bis auf 0Hz runtergetaktet werden können, ohne daß Störungen oder Datenverlust auftritt. Das heißt, die kannst du mit minimaler Taktfrequenz laufen lassen (z.B. ein paar kHz) und dadurch Strom sparen. Oder auch anhalten (0Hz) und dann weiterlaufen lassen. Da kann man schöne Trick damit machen. Ein typischer Vertreter war der Z80. Eine Variante davon war statisch und damit ging das beschriebene alles...
Hmm warum wurde dann diferentielle Datenübertragung in diesem Artikel mit statischen CMOS in verbindung gebracht?
@Heinz (Gast) >Aber was ist statisches CMOS? Dieser Begriff ist mir bislang nicht unter >gekommen. Das bedeutet, dass ein IC, welcher in CMOS Technologie gefertigt ist, im statischen Zustand nahezu keinen Strom verbraucht. Statisch heißt, dass keinerlei Signalwechsel stattfinden, also alle Takte und Eingangssignale inaktiv sind.
Heinz schrieb: > Hmm warum wurde dann diferentielle Datenübertragung in diesem > Artikel > mit statischen CMOS in verbindung gebracht? Wo steht das? Hab auf die schnelle nichts von differenzieller Übertragung gefunden...
?!? schrieb: > Wo steht das? Hab auf die schnelle nichts von differenzieller > Übertragung gefunden... "Dynamische Speicher und Prozessoren verwenden üblicherweise CMOS-Differenzverstärker mit Schaltspannungen im Bereich von 100mV. Diese Bauteile fallen jedoch meist schon bei geringen Strahlungsmengen um 1 kRad aus und werden unbrauchbar. Voll-statische CMOS Komponenten haben jedoch eine deutlich höhere "natürliche" Strahlungsfestigkeit, die um mindestens eine Größenordnung, oft sogar um 2-3 Größenordnungen höher liegt. Zwar kann man bestimmte Komponenten bestrahlen lassen, aber letztendlich würde nur der erfolgreiche Einsatz im Weltraum für Klarheit sorgen. "
Heinz schrieb: > Hmm warum wurde dann diferentielle Datenübertragung in diesem Artikel > mit statischen CMOS in verbindung gebracht? lies mal genau: statische CMOS werden gerade nicht mit differenzieller Datenübertragung in Verbindung gebracht, sondern die dynamische Prozessoren und Speicher.
Okay, ich hab mich falsch ausgedrückt. Mir ist nicht ganz klar, warum statisches CMOS keine Differentiellen Signale benutzt... obwohl, wenn ich das mal alsLVDS übersetzte, ist ja das Nutzsignal der Spannungsabfall über einem Emfpängerwiderstand. Und der braucht auch wenn ein statisches Signal ansteht seinen Strom. -> ja auch doof erklärt :-( aber ist diese mir selbst hergeleitete Annahme richtig?
Heinz schrieb: > statisches CMOS Bei dynamischen Speichern wird die Ladungskapazität genutzt (die immer wieder refreht werden muß), bei statischen Speichern wird dagegen der Zustand durch logische Elemente gespeichert ähnlich wie bei FF od. Relais und Selbsthaltung. https://de.wikipedia.org/wiki/Static_random-access_memory
Anders ausgedrückt. Dynamisches CMOS nutzt die Kapazität des Gates als Kondensator - wird kleiner, aber störungsanfälliger. Und bei den geringen Ladungen braucht man Analogtechnik, Differenzverstärker. Statisches CMOD arbeitet rein digital mit Flipflops. Du brauchst 4 mal so viel Transistoren, dafür werden Ladungsverluste am Gate sofort wieder aufgefüllt. Weniger Probleme mit radioaktiver Strahlung und du brauchst keine analogen Differenzverstärker.
Letzte Fragen noch (die es vermutlich in sich haben)! Woran erkenne ich an einem Datenblatt, ob der µC statisch oder dynamisch ist - wobei ich mir vermutlich das ganze auch schon wieder herleiten kann.. Wenn dynamisch nur 1/4 so viele Transistoren benötigt, DRAM immer populärer wird ist "statisches" CMOS vermutlich in µCs am Sterben. Oder? By The Way. kenn jemand einen µC, der käflich erwerbbar ist 8-16Bit besitzt und in einem SOI Prozess gefertigt wird? Ja ich kenne die Cosmac 1802 ;-)
Heinz schrieb: > Woran erkenne ich an einem Datenblatt, ob der µC statisch oder dynamisch > ist An der unteren Grenzfrequenz von 0 für den Takt.
Heinz schrieb: > Woran erkenne ich an einem Datenblatt, ob der µC statisch oder dynamisch > ist - wobei ich mir vermutlich das ganze auch schon wieder herleiten > kann.. Wird meist extra beworben 'fully statical', der Intel 80c88 ist auch so eine statische Variante zum normalen i8088. Bei den 386er hies die statische Variante ESX oder so ähnlich.
Jörg Wunsch schrieb: > An der unteren Grenzfrequenz von 0 für den Takt. Danke für diesen Hinweis! Wenn ich dann man einen MSP430FR431x (mit FRAM) zurHilfe ziehen darf: Da steht im DB: fsystem (Processor Freq) 0-8MHz (No FRAM Wait states) und 0-16MHz (With FRAM wait States) Deutet also für mich auf einen statischen Chip hin. Ist meine Annahme richtig?
Heinz schrieb: > Ist meine Annahme richtig? Ja. Bei den moderneren Controllern kannst du davon ausgehen, dass die alle statisch sind. Auch AVR und die üblichen Cortex-M-Derivate fallen darunter.
Die AVR sind z.B. solche statischen CMOS-Bausteine. Du kannst über den externen Takteingang entprellte Einzelimpulse eingeben und schauen, wie sich ein Miniprogramm im Einzelschrittbetrieb dabei verhält. Ohne Taktimpuls verharrt der AVR statisch im Zustand des zuletzt ausgeführten Befehls. Dabei sieht man auch, wieviele Taktimpulse für den jeweiligen Befehl benötigt werden. Man kann zu Demozwecken z.B. eine einfache Schrittschaltfunktion aufbauen, die bei jedem 2. Impuls (da sbi 2 Takte benötigt) eine weitere lED zu- und wieder abschaltet... eine Art mehrstufiger ElTaKo... :-) Initialisierung, und danach... :begin sbi B,0 sbi B,1 sbi B,2 . . . cbi B,0 cbi B,1 cbi B,2 . . . jmp begin
Heinz schrieb: > Mir ist nicht ganz klar, warum > statisches CMOS keine Differentiellen Signale benutzt... Weil er es nicht braucht. Eine SRAM-Zelle ist ein Flipflop, hat also 0V oder VCC am Ausgang. Eine DRAM-Zelle ist ein sehr sehr kleiner Kondensator, der mit den Schaltungskapazitäten einen kapazitiven Spannungsteiler bildet. Daher sind im DRAM empfindliche Leseverstärker integriert. Und differentiell, weil es zu kapazitiven Überkopplungen kommt, die man kompensieren muß.
Da bin ich wieder :-/ Ich hab noch etwas zu SOI "recherchiert". Irgendwie habe ich keinen µC (egal ob 8,16 oder 32Bit) gefunden, der auf SOI hergestellt wird. - Ja meist wird nicht einmal genannt wie (Strukturgrößen oder worauf) sie hergestellt werden. Wohl aber das "größere" Prozessoren wie z.B. AMDs x86_64 aus Dresden auf SOI hergestellt werden. Gibt es keine µC`s auf SOI oder habe ich diese einfach nur nicht gefunden?
Vielleicht weil SOI-Prozesse vorwiegend für Analogtechnik verwendet werden? Schau Dir mal CAN-Transceiver, Schaltregler, Isolationsverstärker an. Für µCs dürfte das ein wenig zu teuer sein...
soul eye schrieb: > Vielleicht weil SOI-Prozesse vorwiegend für Analogtechnik verwendet > werden? Dagegen spricht, dass die AMD-CPUs bei der GloFo (Global Foundries) ja offenbar damit gefertigt werden. Scheint aber nicht jeder zu beherrschen, und der Wikipedia-Artikel nennt isbesondere TSMC als zu denen gehörend, die kein SOI anbieten. Da TSMC gefühlt zwei Drittel der Weltproduktion an Halbleitern stemmt, wäre das schon eine Erklärung. Unter denen, die dort als die Firmen genannt werden, die SOI machen, wäre wohl nur Freescale ein Kandidat, bei denen man auch nach Controllern gucken könnte. Kann aber gut sein, dass ihnen SOI dafür eben auch nur zu teuer ist.
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Ja, jetzt wo Du es sagst: Freescale MagniV. D.h. Carcassonne und Obidos, bzw S12ZVM, S12ZVML/C. Das sind die Dinger, wo Spannungsregler, LIN/CAN, µC und BLDC-Treiber auf einem Chip sind und der Betriebstemperaturbereich bis 150°C geht. Da wirst Du im Netz noch nicht viel finden, weil das alles confidential ist, aber die Daten sehen stark nach SOI aus.
Aber Vorsicht. Solche multi-Dinger sind gerne zusammen gebondete multi DIEs, die dann auch schon mal unterschiedlicher Prozesse entspringen...
> Wenn dynamisch nur 1/4 so viele Transistoren benötigt, DRAM immer > populärer wird ist "statisches" CMOS vermutlich in µCs am Sterben. > Oder? Eher nicht. Mikrocontroller haben nicht Gigabytes an RAM, sondern nur Kilobytes. Manche haben sogar nur wenige Bytes RAM. Mikrocontroller sind nicht auf höchste Leistung getrimmt. Sie sollen eher einfach, zuverlässig und weniger Anspruchsvoll (Spannung, Temperatur, Strahlung, etc) sein.
Im Thread oben werden ein paar Dinge vermischt. Es ist eindeutig von statischer Logik die Rede - das hat nichts mit DRAM vs. SRAM zu tun. Auch für normale Logikgatter gibt es dynamische Varianten, in denen mit dem Takt nur Ladung verschoben wird. Der bekannteste Vertreter ist die Dominino-Logik: http://en.wikipedia.org/wiki/Domino_logic Inzwischen gibt es alle möglichen Mischvarianten, die nur noch wenige Menschen verstehen... Als Cache und MCU-Hauptspeicher wird normalerweise statisches SRAM eingesetzt. On-Chip DRAM ist eine recht neue Spezialität für high-end CPUs, die nur IBM und seit der letzten Prozesseorgeneration auch Intel beherrschen. Ein Microcontroller mit DRAM ist mir nicht bekannt.
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Stefan us schrieb: >> Wenn dynamisch nur 1/4 so viele Transistoren benötigt, DRAM immer >> populärer wird ist "statisches" CMOS vermutlich in µCs am Sterben. >> Oder? > > Eher nicht. Mikrocontroller haben nicht Gigabytes an RAM, sondern nur > Kilobytes. Manche haben sogar nur wenige Bytes RAM. Ein großer Vorteil von statischem RAM ist, daß es so gut wie keinen Strom braucht, um die Daten zu erhalten. DRAM muß man permanent refreshen und das braucht Energie. Stromsparfunktionen und möglichst energiesparende Schlafzustände werden bei µC immer wichtiger. Schon deswegen wird SRAM in µC ganz sicher nicht aussterben.
Axel Schwenke schrieb: > Stefan us schrieb: >>> Wenn dynamisch nur 1/4 so viele Transistoren benötigt, DRAM immer >>> populärer wird ist "statisches" CMOS vermutlich in µCs am Sterben. >>> Oder? Ein Fehlschluss ist hier, dass nur die Anzahl der Transistoren zählt. DRAM benötigt auch einen Kondensator pro Speicherzelle. Seit Ende der 80er lässt sich dieser nicht mehr als planarer Kondensator als Teil des Logikprozesses bauen, sondern es werden zusätzliche Prozessmodule benötigt. Die zusätzlichen Kosten lohnen sich momentan nur bei High-End Produkten. Dazu kommt, dass das SRAM bei den neueren Technologieknoten inzwischen auch recht "leaky" ist, so dass der höhere Stromverbrauch des DRAM weniger ins Gewicht fällt.
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Heinz schrieb: > By The Way. kenn jemand einen µC, der käflich erwerbbar ist 8-16Bit > besitzt und in einem SOI Prozess gefertigt wird? Ja ich kenne die Cosmac > 1802 ;-) Der COSMAC1802 wird aber im SOS-Prozess gefertigt. Nix SOI :)
Tim schrieb: > Der COSMAC1802 wird aber im SOS-Prozess gefertigt. Nix SOI :) Der wird noch gefertig? Allerdings ist SOS eine Spielart von SOI, also doch SOI.
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A. K. schrieb: > Tim schrieb: >> Der COSMAC1802 wird aber im SOS-Prozess gefertigt. Nix SOI :) > > Der wird noch gefertig? keine Ahnung. Aber für die paar Satelliten reicht wahrscheinlich NOS. > Allerdings ist SOS eine Spielart von SOI. Stimmt wohl.
Bis vor ein paar Jahren gab es den CDP1802 sogar noch bei Segor. Ich fürchte jedoch, dass die normale Version nicht in SOS gefertigt wurde.
Ich hab da auch schon häufig vom MAR31750 gehört. Der ist wohl ähnlich alt was das design angeht wie der 1802 ;)
Tim schrieb: > Der COSMAC1802 wird aber im SOS-Prozess gefertigt. Nix SOI :) Wo kommt das Gerücht mit dem SOI eigentlich her? Lt. RCA-Datenbuch wird der CDP1802 in einem neuartigen "complementary-symmetry MOS technology (CMOS)" - Prozess hergestellt. Dieses neuartige "CMOS" hat den Vorteil, ohne interne Widerstände auszukommen und ist daher sehr energieeffizient. In dem gleichen Prozess hat RCA damals die CD4000er Logikfamilie herausgebracht. Prozess und Bausteine wurden später von anderen Herstellern übernommen.
soul eye schrieb: > Wo kommt das Gerücht mit dem SOI eigentlich her? Wikipedia, D+E. Aber ohne Quelle, also bleibt es ein Gerücht. Wobei der anscheinend bei Bedarf tatsächlich noch erhältlich ist: http://www.intersil.com/en/products/space-and-harsh-environment/harsh-environment/microprocessors-and-peripherals/CDP1802A.html
Heinz schrieb: > By The Way. kenn jemand einen µC, der käflich erwerbbar ist 8-16Bit > besitzt und in einem SOI Prozess gefertigt wird? Ja ich kenne die Cosmac > 1802 ;-) Ob SOI steht dort nicht, aber radiation hardened gibts den 80C86 käuflich zu erwerben: http://www.intersil.com/en/products/space-and-harsh-environment/rad-hard-digital/rh-microprocessors-and-peripherals/HS-80C86RH.html
A. K. schrieb: > Ob SOI steht dort nicht, aber radiation hardened wie wird ds eigentlich genau erreicht? Und wie wird sichergestellt, dass das EEPROM mit der Software nicht durch die Strahlung gelöscht wird? oder werden für radiation hardend Anwendungen etwa noch die ganz alten PROMs verwendet?
Schreiber schrieb: > oder werden für radiation hardend Anwendungen etwa noch die ganz alten > PROMs verwendet? http://www.intersil.com/en/products/space-and-harsh-environment/rad-hard-digital/rh-memory/HS-6664RH-T.html "Single Pulse 10V Field Programmable NiCr Fuses" Zum selberklicken: http://www.intersil.com/content/intersil/en/parametricsearch.html#g=space-and-harsh-environment Wer also seinen geliebten LM317 auch im All nicht vermissen will: http://www.intersil.com/en/products/space-and-harsh-environment/rad-hard-power/rh-linear-regulation/HS-117RH.html
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Wer gerne in vermeintlich vertrauteren Gefilden sucht, der kann sich hier mal umsehen. Da gibt auch moderner anmutende Speicher: http://www.atmel.com/products/Other/space_rad_hard_ics/default.aspx Bei den Prozessoren funkt es allerdings etwas, 8 und 16 Bit ist nicht. Aber da passt bestimmt auch ein AVR, PIC oder 8051 rein: http://www.atmel.com/products/Other/space_rad_hard_ics/rad_hard_fpgas.aspx
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