İçeriğe atla

Çok geniş ölçekli tümleşim

Çok Geniş Ölçekli Tümleşim (VLSI), binlerce transistörün tek bir yonga üzerinde birleştirilmesi ile tümleşik devrelerin oluşturulması işlemidir. Çok Geniş Ölçekli Tümleşim, 1970'li yıllarda karmaşık yarı iletken ve iletişim teknolojilerindeki gelişmelerle başlamıştır. Günümüz teknolojilerinde birim alana sığdırılabilen transistör sayısının milyarlar seviyesine çıkması ile bu terim yerini ULSI(En Geniş Ölçekli Tümleşim) ifadesine bırakmaya başlamıştır.

İlk yarı iletken teknolojideki yonga 2 transistörden oluşmaktadır. Zamanla gerçekleşen ilerlemeler sayesinde birim alana çok daha fazla transistör eklenebilmiş ve bunun sonucunda daha fazla sayıda bağımsız fonksiyonların ve sistemlerin tümleşimi gerçekleştirilmiştir. İlk tümleşik devreler diyot, transistör, direnç ve kondansatör gibi devre elemanlarından çok az bir kısmını içerebilmekte ve ancak bir veya birkaç mantık kapısının tek bir araçta toplanabilmesine imkân vermekteydi. Daha eskilerden bilinen küçük ölçekli tümleşim (SSI) ve gelişen teknik bu mantık kapısı sayısının bir tasarımda yüzlerce sayıya kadar toplanabilmesini sağlamıştır. İlerleyen iyileştirmeler neticesinde Geniş Ölçekli Tümleşim(LSI)e yönelim gerçekleşmiş ve bunun neticesinde en az binler mertebesinde kapı bulunduran sistemler ortaya çıkmıştır. En son gelinen teknoloji çok daha ileri seviyede bulunmakta ve günümüz mikroişlemcileri milyonlarca kapı ve milyarlarca transistör içermektedir.

Çok Geniş Ölçekli Tümleşik Devre

Geçmişte, çok geniş ölçekli tümleşim'den (VLSI) çok daha büyük tümleşimleri adlandırmak ve ayarlamak için çaba sarfedilmiş ve en geniş ölçekli tümleşim (ULSI) terimi kullanılmaya başlanmıştır. Fakat zamanla büyük oranlı kapılar ve transistörlerin ortak sistemlerde kullanılabilmesi bu ayrımı tartışmalı hale getirdi. Çok geniş ölçekli tümleşimden daha ileri seviyedeki tümleşimleri öneren bu terimler artık yaygın kullanımda değildir. Çok geniş ölçekli tümleşim terimi eski bile olsa hala mikroişlemciler için yaygın varsayım tüm mikroişlemcilerin çok geniş ölçekli tümleşim ve onun daha ileri düzeydeki tümleşimi olduğudur.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bilgisayar</span> çok sayıda aritmetiksel veya mantıksal işlemlerden oluşan bir işi, önceden verilmiş bir programa göre yapıp sonuçlandıran elektronik araç

Bilgisayar, aritmetik veya mantıksal işlem dizilerini (berim) otomatik olarak yürütmek üzere programlanabilen dijital bir elektronik makinedir. Çağdaş bilgisayarlar, programlar olarak bilinen genel işlem kümelerini gerçekleştirebilir. Bu programlar, bilgisayarların çeşitli görevleri gerçekleştirmesini sağlar. Ayrıca bir bilgisayar sisteminin tam verimle çalışabilmesi için donanım, işletim sistemi ve çevresel cihazlara sahip olması gerekmektedir. Bu terim aynı zamanda bir bilgisayar ağı veya bilgisayar kümesi gibi birbirine bağlı ve birlikte çalışan bir grup bilgisayar anlamına da gelebilir.

<span class="mw-page-title-main">RAM</span> herhangi bir sırada okunabilen ve değiştirilebilen bir tür geçici veri deposu

Rastgele erişimli hafıza veya rastgele erişimli bellek mikroişlemcili sistemlerde kullanılan, genellikle çalışma verileriyle birlikte makine kodunu depolamak için kullanılan herhangi bir sırada okunabilen ve değiştirilebilen bir tür geçici veri deposudur. Buna karşın diğer hafıza aygıtları saklama ortamındaki verilere önceden belirlenen bir sırada ulaşabilmektedir, çünkü mekanik tasarımları ancak buna izin vermektedir.

<span class="mw-page-title-main">Anakart</span>

Anakart, modern bir bilgisayar gibi karmaşık bir elektronik sistemin birincil ve en merkezî baskılı devre kartıdır. Apple bilgisayarlardaki muadiline logic board denir ve bazen mobo olarak kısaltılır. Fiziksel yapı olarak anakartlar özel alaşımlı bir blok üzerine yerleştirilmiş ve üzerinde RAM yuvaları genişleme kartı slotları devreler ve yongalar bulunan kare şeklinde bir plakadır. Bu plaka çalışma sistemini organize eder. Bu organizasyon anakart üzerindeki yonga setleri sayesinde olur.

<span class="mw-page-title-main">Merkezî işlem birimi</span> bir bilgisayar programının talimatlarını, talimatlar tarafından belirtilen temel aritmetik, mantıksal, kontrol ve giriş/çıkış (G/Ç) işlemlerini gerçekleştirerek yürüten ve diğer bileşenleri koordine eden bir bilgisayar içindeki elektro

Merkezî işlem birimi, dijital bilgisayarların veri işleyen ve yazılım komutlarını gerçekleştiren bölümüdür. Çalıştırılmakta olan yazılımın içinde bulunan komutları işler. Mikroişlemciler ise tek bir yonga içine yerleştirilmiş bir merkezî işlem birimidir. 1970'lerin ortasından itibaren gelişen mikroişlemciler ve bunların kullanımı, günümüzde MİB teriminin genel olarak mikroişlemciler yerine de kullanılması sonucunu doğurmuştur.

DEĞİL kapısı, girişindeki mantıksal değeri tersine çevirir. Girişteki işaretin lojik 1 seviyesinde olması durumunda çıkış lojik 0 seviyesinde, lojik 0 seviyesinde olması durumunda ise çıkış lojik 1 seviyesinde olur. Tümleme mantık bağlacının dijital sistemlerdeki karşılığıdır.

<span class="mw-page-title-main">DRAM (bilgisayar)</span>

Dinamik Rastgele Erişimli Bellek, dinamik rastgele erişimli bellek bir tümleşik devre içinde her bir veri bitini ayrı bir kapasitör içinde saklayan Rastgele Erişimli Bellek türüdür. Kapasitörler yapıları gereği bir süre sonra boşalacağından yenileme/tazeleme (refresh) devresine ihtiyaçları vardır. Bu yenileme ihtiyacından dolayı DRAM, SRAM ve diğer statik belleklerin zıddı durumundadır. DRAM’in SRAM üzerindeki avantajı onun yapısal basitliğidir: 1 bit için 1 transistör ve 1 kapasitör DRAM için yeterliyken SRAM için 6 transistör gerekir. DRAM, yenileme devresinden dolayı çok yer kaplar. Güç kaynağı açık olduğu durumda DRAM ve SRAM sakladığı verileri korur bu nedenle her iki bellek aygıtı da volatiledir.

<span class="mw-page-title-main">Moore yasası</span>

Moore Yasası, Intel şirketinin kurucularından Gordon Moore'un 19 Nisan 1965 yılında Electronics Magazine dergisinde yayınlanan makalesi ile teknoloji tarihine kendi adıyla geçen yasa.

<span class="mw-page-title-main">Transistör</span> Devre elemanı

Transistör veya geçirgeç girişine uygulanan sinyali yükselterek gerilim ve akım kazancı sağlayan, gerektiğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılan yarı iletken bir elektronik devre elemanıdır. BJT çift birleşim yüzeyli transistördür. İki N maddesi, bir P maddesi (NPN) ya da iki P maddesi, bir N maddesi (PNP) birleşiminden oluşur. Transistör üç kutuplu bir devre elemanıdır. Devre sembolü üzerinde orta kutup Base (B), okun olduğu kutup Emitter (E), diğer kutup Collector(C) olarak adlandırılır. Base akımının şiddetine göre kollektör ve emiter akımları ayarlanır. Bu ayar oranı kazanç faktörüne göre değişir. Transistörler elektronik cihazların temel yapı taşlarındandır. Günlük hayatta kullanılan elektronik cihazlarda birkaç taneden birkaç milyara varan sayıda transistör bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">Elektronik</span> elektrik kullanarak bilgi işleyen, taşıyan veya depolayan elemanları ve sistemleri inceleyen bilim dalı

Elektronik, elektronları ve diğer elektrik yüklü parçacıkları yönlendiren cihazları tasarlamak, oluşturmak ve çalıştırmak için fizik prensiplerini inceleyen ve uygulayan bir bilim ve mühendislik disiplinidir. Elektronik, transistörler, diyotlar ve entegre devreler gibi aktif cihazları kullanarak elektrik akımının akışını kontrol etmek ve yükseltmek ve onu bir formdan diğerine, örneğin alternatif akımdan (AC) doğru akıma (DC) veya analog sinyallerden dijital sinyallere dönüştürmek için kullanan fizik ve elektrik mühendisliğinin bir alt alanıdır.

<span class="mw-page-title-main">EEPROM</span>

EEPROM, küçük boyuttaki verileri kalıcı olarak saklamak için bilgisayar ya da diğer cihazlarda kullanılan bir yongadır. Boyutu daha büyük olan sabit verileri saklamak için ise flaş bellek gibi daha ekonomik yöntemler kullanılır. EEPROM, elektrikle yazılıp silinme özelliğine sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Mikroişlemci</span> ana işlem biriminin fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümdevrede birleştiren programlanabilir sayısal elektronik bileşen

Mikroişlemci, işlemci olarak da bilinen, merkezî işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tüm devrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir.

<span class="mw-page-title-main">MOSFET</span> Elektronik devre bileşeni

Metal oksit yarı iletken alan etkili transistör bir tür alan etkili transistör (FET)’dür ve daha çok silisyum'un kontrollü oksitlenmesi ile üretilir. Voltajı cihazın iletkenliğini belirleyen yalıtımlı bir kapısı vardır. Uygulanan voltaj miktarıyla iletkenliği değiştirme özelliği, elektronik sinyal’lerin güçlendirilmesi veya değiştirilmesi için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Alanda programlanabilir kapı dizisi</span>

FPGA, programlanabilir mantık blokları ve bu bloklar arasındaki ara bağlantılardan oluşan ve geniş uygulama alanlarına sahip olan sayısal tümleşik devrelerdir. Tasarımcının ihtiyaç duyduğu mantık işlevlerini gerçekleştirme amacına yönelik olarak üretilmiştir. Dolayısıyla her bir mantık bloğunun işlevi kullanıcı tarafından düzenlenebilmektedir. FPGA ile temel mantık kapılarının ve yapısı daha karmaşık olan devre elemanlarının işlevselliği artırılmaktadır. Alanda programlanabilir ismi verilmesinin nedeni, mantık bloklarının ve ara bağlantıların imalat sürecinden sonra programlanabilmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Entegre devre</span> genellikle silikondan yapılmış yarı iletken maddeler ile tasarlanmış metal bir levha üzerine yerleştirilen elektronik devreler grubu

Entegre devre, entegre, tümdevre, yonga, kırmık, çip, mikroçip ya da tümleşik devre; genellikle silisyumdan yapılmış yarı iletken maddeler ile tasarlanmış, metal bir levha üzerine yerleştirilen ve bir muhafaza ile kaplanan elektronik devreler grubudur. Entegreler, komponentleri ayrık olan elektronik devrelerden genellikle daha küçük boyutludur. Entegre devreler çok küçük bir alanda milyarlarca transistör ve elektronik devre elemanı içerecek kadar küçültülebilir. Bir devre içerisindeki her bir iletken sıranın genişliği teknolojinin elverdiği ölçüde küçültülebilir. Entegre devreler küçük boyutu, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile günümüzün modern elektronik sektöründe çok önemli bir yer tutmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Yazmaç öbeği</span>

Yazmaç öbeği, bir merkezi işlem birimindeki işlemci yazmaçlarının bir dizisini ifade etmektedir. Modern tümleşik devre tabanlı yazmaç öbekleri genellikle çok portlu hızlı durağan rastgele erişimli bellekleri (SRAM) kullanılarak sistemlere tümleştirilmektedirler. Bu tür rastgele erişimli bellekleri kullandıkları okuma ve yazma girişlerine göre ayrılır, fakat normal çok portlu durağan rastgele erişimli bellekler okuma ve yazma işlemlerini aynı girişleri kullanarak gerçekleştirebilmektedirler.

<span class="mw-page-title-main">Gömülü sistem</span> Belli bir fonksiyonu yapmaya yönelik bilgisayar sistemi

Gömülü sistem, bilgisayarın kendisini kontrol eden cihaz tarafından içerildiği özel amaçlı bir sistemdir. Genel maksatlı, örneğin kişisel bilgisayar gibi bir bilgisayardan farklı olarak, gömülü bir sistem kendisi için önceden özel olarak tanımlanmış görevleri yerine getirir. Sistem belirli bir amaca yönelik olduğu için tasarım mühendisleri ürünün boyutunu ve maliyetini azaltarak sistemi uygunlaştırabilirler. Gömülü sistemler genellikle büyük miktarlarda üretildiği için maliyetin düşürülmesinden elde edilecek kazanç, milyonlarca ürünün katları olarak elde edilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Transistör sayısı</span>

Transistör sayısı bir cihazın barındırdığı transistör miktarını gösterir. Transistör sayısı Entegre devrelerin karmaşıklığını anlamakta en çok kullanılan yöntemdir. Moore yasası'na göre, Entegre devrelerde transistör sayısı her 2 yılda bir 2 katına çıkıyor. Birçok modern mikroişlemcide, transistörlerin büyük bölümü CPU önbelleğinde bulunur.

TFT LCD adreslenebilirlik ve kontrast gibi görüntü kalitesini artırmak için ince tabakalı transistör (TFT) teknolojisini kullanan sıvı kristal ekranın (LCD) bir varyantıdır. Bir TFT LCD, pasif matris LCD'lerin aksine bir aktif matris LCD'dir veya birkaç segmentli basit, doğrudan yönlendirmeli LCD'lerdir. Esas türlerine IPS LCD, kıvrımlı nematik alan etkisi, AFFS, MVA, PVA, ASV, ASV, DTP dahildir. Üreticileri ise S-LCD, Panasonic, AU Optronics, Samsung, Sharp Corporation, Hitachi ve birçok otomobil üreticileridir.

<span class="mw-page-title-main">Karışık sinyal devreleri</span>

Karışık sinyalli entegre devre, tek yarı iletken kalıpta hem analog hem de dijital devresi olan entegre bir devre'dir.

<span class="mw-page-title-main">Minyatürleştirme</span>

Minyatürleştirme, giderek daha küçük mekanik, optik ve elektronik ürünler ve cihazlar üretme eğilimidir. Örnekler arasına cep telefonlarının, bilgisayarların minyatürleştirilmesi ve araç motorlarının küçültülmesi de girmektedir. Elektronikte, silikon MOSFET'lerin üstel ölçeklendirilmesi ve minyatürleştirilmesi, Moore yasası olarak bilinen bir gözlem olarak, entegre devre çipindeki transistör sayısının her iki yılda bir ikiye katlanmasına yol açmaktadır. Bu durum, mikroişlemciler ve bellek çipleri gibi MOS entegre devrelerin artan transistör yoğunluğu, daha hızlı performans ve daha düşük güç tüketimi ile üretilmesine yol açarak elektronik cihazların minyatürleştirilmesini sağlamaktadır.