Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Karışık sinyalli entegre devre, tek yarı iletken kalıpta hem analog hem de dijital devresi olan entegre bir devre'dir.
Cep telefonları, telekomünikasyon, mobil elektronik cihazlar ve elektronik devreli ve dijital sensörlü otomobillerin çoğalmasıyla kullanımları karışık sinyalli entegre devreler arttı.
Genel Bakış
Entegre devre'ler (IC) sayısal (ör. mikroişlemci) veya analog (ör. işlemsel amplifikatör) olarak sınıflandırılır. Karışık sinyalli IC'lerin aynı çipte hem sayısal hem analog devreleri bazen de gömülü yazılımı vardır. Karışık sinyalli IC'ler hem analog hem de sayısal sinyalleri birlikte işler. Örneğin Analog Dijital Dönüştürücü (ADC) tipik bir karışık sinyal devresidir.
Karışık sinyal IC'ler genellikle analog sinyalleri sayısal sinyallere çevirilmesi ve böylece dijital cihazların bu sinyalleri işleyebilmesi için kullanılır. Karışık sinyalli IC, dijital amplifikatörlü medya oynatıcısı gibi dijital ürünlerin FM alıcılarının temel bir bileşenidir. Herhangi bir analog sinyal basit bir ADC kullanılarak sayısallaştırılabilir. Bunların en küçüğü ve en enerji verimlisi karışık sinyalli IC'lerdir.
Karışık sinyal işlevselliği, aynı çipte hem geleneksel aktif elemanları (ör. transistörler) hem de iyi performanslı pasif elemanları (bobin, kapasitör ve direnç gibi) içerir. Bu, üretim teknolojilerinden ek modelleme anlayışı ve seçenekleri gerektirir. Muhtemelen düşük güçlü CMOS işlemci sistemli, dijital bir çipte güç yönetim işleri için yüksek voltaj transistörlerine gerek duyulabilir. Bazı gelişmiş karışık sinyal teknolojileri, analog sensör elemanların (basınç sensörleri veya görüntüleme diyotları gibi) bir ADC ile aynı çipte birleştirilmesini sağlayabilir.
Genellikle karışık sinyalli IC'lerin mutlaka yüksek hızlı dijital performansı olmasına gerek yoktur. Bunun yerine test edilebilirlik planlaması ve güvenilirlik tahminleri gibi daha doğru simülasyonlar ve doğrulamalar için aktif ve pasif elemanların olgun modellerine gerek duyarlar. Bu yüzden karışık sinyal devreleri genelde yüksek hızlı ve yoğun sayısal mantıktan daha ziyade büyük hat genişlikleriyle gerçekleştirilir ve uygulama teknolojileri, en son dijital uygulama teknolojilerinin iki ila dört nesil gerisinde olabilir.
Karışık sinyal işleme, özel metal, yalıtkan katmanlar veya standart üretim süreçlerinin benzer uyarlamalarını gerektirebilecek direnç, kapasitör ve bobin gibi pasif elemanlara gerek duyabilir. Bu özel gereksinimler nedeniyle karışık sinyalli IC'lerin ve dijital IC'lerin farklı üreticileri (dökümhaneler) olabilir.
Uygulamalar
Karışık sinyalli entegre devreler, cep telefon'ları, modern radyo ve telekomünikasyon sistemleri, çipte standart sayısal sistemli sensör sistem arayüzleri (I²C, UART, SPI veya CAN dahil), sesle ilgili sinyal işleme, havacılık ve uzay elektroniği, Nesnelerin interneti (IoT), İnsansız hava araçları (İHA), otomotiv ve diğer elektrikli araçlar gibi pek çok yerde kullanılır. Karışık sinyal devreleri tüketici elektroniği yapımı, endüstriyel, tıbbi, ölçüm ve uzay uygulamalarında olduğu gibi uygun maliyetli çözümler sunar.
Delta-sigma modülasyonu kullanan veri dönüştürücüler, analogdan dijitale dönüştürücü’ler ve hata bulma ve düzeltme kullanan dijitalden analoğa dönüştürücü’ler ve dijital radyo çipleri karışık sinyalli entegre devrenin çeşitli örnekleridir. Sayısal kumandalı ses çipleri de karışık sinyal devresidir. Hücresel ve ağ teknolojisinin gelişmesiyle birlikte bu kategori artık cep telefonu, yazılım radyo ve LAN ve WAN ve yönlendirici entegre devrelerini kapsar.
Tasarım ve geliştirme
Genellikle karışık sinyal çipleri, bir cep telefonu’nun radyo sistemi veya bir DVD oynatıcının okuma veri yolu ve lazer SLED kontrol mantığı gibi daha büyük düzenekte bazı işlevleri yaparlar. Karışık sinyalli IC'ler genellikle çip üzerinde sistem’in tamamını kapsar. Ayrıca analog IC'lere kıyasla üretimi karmaşıklaştıran çip üzerinde bellek bloklarını (OTP gibi) içerebilirler. Karışık sinyalli IC, sistemdeki sayısal ve analog işlevler arasındaki çip dışı ara bağlantıları en aza indirir (genellikle küçültülmüş paketleme ve küçük modül alt tabakası nedeniyle boyutu ve ağırlığı azaltır) ve dolayısıyla sistem güvenilirliğini artırır.
Hem sayısal sinyal işleme hem de analog devrelerin kullanılması nedeniyle, karışık sinyalli entegre devreler genellikle çok özel bir amaç için tasarlanır. Tasarımları yüksek düzeyde uzmanlık ve bilgisayar destekli tasarım (CAD) araçlarının dikkatli kullanımını gerektirir. Ayrıca belirli tasarım araçları (karışık sinyal simülatörleri gibi) veya açıklama dilleri (VHDL-AMS gibi) vardır. Bitmiş çiplerin otomatik olarak denenmesi de zorlayıcı olabilir. Teradyne, Keysight ve Advantest, karışık sinyal çiplerine yönelik test ekipmanlarının başlıca tedarikçileridir
Karışık sinyal devresi imalatının bazı özel zorlukları vardır:
- CMOS teknolojisi genellikle sayısal performans için ideal iken bipolar junction transistörleri ise genellikle analog performans için iyidir. Ancak son on yıla kadar bunları uygun maliyetli bir şekilde birleştirmek veya ciddi performanstan ödün vermeden her ikisini de tek bir teknolojide tasarlamak zordu. Yüksek performanslı CMOS, BiCMOS, CMOS SOI ve SiGe gibi teknolojilerin ortaya çıkışı bu eski uzlaşmaların çoğunu ortadan kaldırdı.
- Karışık sinyalli entegre devrelerin fonksiyonel çalışmasının testi karmaşık ve pahalı olmaya devam etmektedir ve çoğu zaman "tek seferlik" bir görevdir (yani tek, özel kullanımlı bir ürün için çok çalışma gereklidir).
- Analog ve karışık sinyal devrelerinin sistematik tasarım yöntemleri sayısal devrelerden çok daha ilkeldir. Genellikle analog devre tasarımı, neredeyse dijital devre tasarımının yapabildiği ölçüde otomatikleştirilemez. İki teknolojinin birleştirilmesi bu karmaşıklığı artırır.
- Hızlı değişen dijital sinyaller, hassas analog girişlere gürültü gönderir. Bu gürültünün bir yolu substrat bağlantısıdır. Bu gürültü bağlantısını engellemeye veya iptal etmeye çalışmak için tam diferansiyel amplifikatörler P+ koruma halkaları, diferansiyel topoloji, çip üzerinde ayırma ve üçlü kuyu izolasyonu gibi çeşitli teknikler kullanılır.
Çeşitler
Karışık sinyalli cihazları, standart ürün olarak vardır ancak bazen özel tasarlanmış uygulamaya özel entegre devre'ler (ASIC'ler) gereklidir. ASIC'ler yeni standartlar ortaya çıktığında veya sisteme yeni enerji kaynakları uygulandığında yeni uygulamalar için tasarlanmıştır. Uzmanlıkları nedeniyle ASIC'ler genellikle yalnızca üretim haciminin büyük olacağı tahmin edildiğinde geliştirilir. Dökümhanelerden veya özel tasarım evlerinden hazır ve test edilmiş analog ve karışık sinyal IP bloklarının (Yarı iletken fikrî mülkiyet çekirdeği) bulunması karışık sinyalli ASIC'lerin yapım açığını azalttı.
Ayrıca karışık sinyalli Alanda Programlanabilir Kapı Dizi'leri (FPGA'ler) ve mikrodenetleyici'ler de vardır. Bunlarda sayısal mantığı işleyen çip, analogdan dijitale ve dijitalden analoğa dönüştürücüler, işlemsel amplifikatörler veya kablosuz bağlantı blokları gibi karışık sinyal yapılarını içerebilir. Bu karışık sinyalli FPGA'ler ve mikro denetleyiciler, standart karışık sinyalli cihazlar, tam özel ASIC'ler ve gömülü yazılımlar arasındaki boşluğu doldurur. Ürün geliştirmede veya ürün hacmi ASIC'i haklı çıkarmayacak kadar az olduğunda çözüm olabilirler. Ancak analogdan dijitale dönüştürücülerin çözünürlüğü, dijitalden analoğa dönüştürme hızı veya sınırlı sayıda giriş ve çıkış gibi performans sınırları olabilir. Ancak sistem mimari tasarımını, prototip yapmayı ve hatta üretimi küçük ve orta ölçeklerde hızlandırabilir. Kullanımları ayrıca geliştirme kurulları, geliştirme topluluğu ve muhtemelen yazılım desteği ile desteklenebilir.
Tarihçe
MOS anahtarlamalı kapasitör devreleri
Metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör (MOSFET veya MOS transistörü), 1959'da Mohamed M. Atalla ve Dawon Kahng tarafından Bell Labs'de icat edildi. Kısa süre sonra MOS entegre devre çipi önerildi. Ancak MOS teknolojisi, Fairchild ve RCA tarafından bilgisayar gibi [[Dijital elektronik |dijital elektronik devreler]] için ticarileştirilmeden önce Bell tarafından analog telefon uygulamaları için pratik bulmadıkları için başlangıçta göz ardı edilmişti. MOS teknolojisi eski Bell mühendisi David A. Hodges ve Paul R. Gray tarafından 1970'lerin başında UC Berkeley'de geliştirilen, analog ve dijital sinyal işlemeyi tek bir çipte birleştiren MOS karışık sinyalli entegre devre’si ile sonunda telefon uygulamalarında kullanılabilir hale geldi.
1974'te Hodges ve Gray, veri dönüşümü için MOS kapasitörlerini ve MOSFET anahtarlarını kullanarak, bir dijital-analog dönüştürücü (DAC) yongası geliştirmek için kullandıkları MOS anahtarlamalı kapasitör (SC) devre teknolojisini geliştirmek için R.E. Suarez ile birlikte çalıştılar. MOS Analog dijital dönüştürücü (ADC) ve DAC yongaları 1974'te ticarileştirildi.
MOS SC devreleri, 1970'lerin sonlarında darbeli kod modülasyonu (PCM) codec filtresi çiplerinin geliştirilmesine yol açtı. Hodges ve W.C.Black tarafından 1980 yılında geliştirilen silikon kapılı CMOS (tamamlayıcı MOS) PCM codec filtre çipi, o zamandan beri dijital telefon için endüstri standardı olmuştur.
1990'lara gelindiğinde, kamu anahtarlamalı telefon ağı (PSTN) gibi telekomünikasyon ağları, telefon santralleri, özel şube santralleri (PBX) ve anahtar telefon sistemleri (KTS); kullanıcı tarafı modem’ler; dijital döngü taşıyıcıları, çift kazanç çoklayıcı’lar, telefon döngüsü genişleticileri, entegre hizmetler dijital ağ (ISDN) terminalleri, sayısal kablosuz telefon’lar ve sayısal cep telefonları gibi veri iletim uygulamaları ve konuşma tanıma ekipmanı, sesli veri depolama, sesli posta ve dijital bantsız telesekreter gibi uygulamalar için elektronik anahtarlama sistemlerinde çok kullanılan çok büyük ölçekli entegrasyon (VLSI) CMOS PCM codec filtreleri ile büyük ölçüde dijitalleştirildi.
Dijital telekomünikasyon ağlarının bant genişliği, Edholm yasasında gözlemlendiği gibi, büyük ölçüde MOS teknolojisinin hızlı ölçeklendirilmesi ve minyatürleştirilmesi nedeniyle hızlı şekilde üstel bir oranda artmaktadır.
RF CMOS devreleri
Pakistanlı mühendis Asad Abidi, 1980'lerin başında Bell Laboratuvarlarında çalışırken, Gelişmiş LSI Geliştirme Laboratuvarı'nda mikron altı MOSFET (metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör) VLSI (çok büyük ölçekli entegrasyon) teknolojisinin geliştirilmesinde Marty Lepselter, George E. Smith ve Harry Bol ile birlikte çalıştı. Laboratuvardaki birkaç devre tasarımcısından biri olan Abidi, yüksek hızlı iletişim devrelerinde mikron altı NMOS entegre devre teknolojisinin potansiyelini gösterdi ve fiber optik alıcılarda Gb/s veri hızları için ilk MOS amplifikatörlerini geliştirdi. Abidi'nin çalışması başlangıçta, o zamanlar yüksek hızlı devreler için baskın teknolojiler olan galyum arsenür ve bipolar bağlantı transistörlerinin savunucuları tarafından şüpheyle karşılandı.
1985 yılında Abidi UCLA'ya katıldı ve burada 1980'lerin sonunda RF CMOS teknolojisine öncülük etti. Çalışmaları, radyo frekansı (RF) devrelerinin tasarlanma şeklini ayrık bipolar transistörlerden CMOS entegre devre’lere doğru değiştirdi.
Abidi, 1980'lerin sonlarından 1990'ların başlarına kadar sinyal işleme ve iletişim için analog CMOS devreleri araştırıyordu. 1990'ların ortasında, öncülüğünü yaptığı RF CMOS teknolojisi, cep telefonları yaygın kullanıma girmeye başladıkça kablosuz ağ alanında geniş çapta benimsendi.
2008 yılı itibarıyla, tüm kablosuz ağ cihazlarındaki ve cep telefonlarındaki radyo alıcı-vericileri RF CMOS cihazları olarak seri üretilmektedir.
Tüm modern kablosuz ağ cihazlarındaki ve cep telefonlarındaki temel bant işlemcileri ve radyo alıcı-vericileri, RF CMOS cihazları kullanılarak seri üretilir.
RF CMOS devreleri uydu teknolojisi (GPS gibi), Bluetooth, Wi-Fi, yakın alan iletişimi (NFC), mobil ağlar (3G, 4G ve 5G gibi), karasal yayın ve otomotiv radarı gibi çeşitli uygulamalarda kablosuz sinyalleri iletmek ve almak için yaygın kullanılır. RF CMOS teknolojisi, kablosuz ağlar ve mobil iletişim cihazları dahil olmak üzere modern kablosuz iletişimler için çok önemlidir.
Ticari örnekler
- Karışık sinyal tasarım evleri ve kaynaklarına örnekler:
- AnSem
- CoreHW
- EnSilica
- ICsense
- Presto Engineering
- Sondrel
- System to ASIC
- Triad Semiconductor
- Karışık sinyal FPGA'leri ve mikro denetleyici örnekleri:
- Analog Devices CM4xx Karışık Sinyal Kontrol İşlemcileri
- Fusion FPGA(Microsemi' ürünüdür ve artık Microchip Technology'nin parçasıdır)
- Cypress PSoC – Infineon Technologies'in (eski adıyla Cypress Semiconductor) ürünü olan "çip üzerinde programlanabilir sistem" 'dir.
- Texas Instruments' TI MSP430 (MSP430)
- Xilinx mixed signal FPGA
- Karışık sinyal dökümhanelerine örnekler:
- GlobalFoundries
- New Japan Radio
- Tower Semiconductor Ltd
- X-Fab
- Ses çipleri listesi
- Yamaha FM sentez ses çipleri
- Atari POKEY
- MOS Technology SID
Notlar
- ^ Karışık sinyalli FPGA'lar, alanda programlanabilir analog dizilerin bir uzantısıdır.
- ^ Bazı dökümhaneler ayrıca kendi teknolojileri için tasarım hizmetine veya karma sinyal tasarım hizmetleri verebilecek ortakların listesine sahip olabilir.
Kaynakça
- ^ Saraju Mohanty, Nanoelectronic Mixed-Signal System Design, McGraw-Hill, 2015, and 0071825711.
- ^ "Mixed-Signal IC Design" 8 Aralık 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. quote: "mixed-signal (IC's with mixed analog and digital circuits on a single chip)"
- ^ Mark Burns and Gordon W. Roberts, "An Introduction to Mixed-Signal IC Test and Measurement", 2001.
- ^ "ESS Mixed Signal Circuits" 11 Ekim 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- ^ Chang, J.J.; Myunghee Lee; Sungyong Jung; Brooke, M.A.; Jokerst, N.M.; Wills, D.S. (1999). "Fully differential current-input CMOS amplifier front-end suppressing mixed signal substrate noise for optoelectronic applications". ISCAS'99. Proceedings of the 1999 IEEE International Symposium on Circuits and Systems VLSI (Cat. No.99CH36349). 1. ss. 327-330. doi:10.1109/ISCAS.1999.777869. ISBN .
- ^ Singh, R. (1997). "Substrate noise issues in mixed-signal chip designs using Spice". International Conference on Electromagnetic Compatibility. 1997. ss. 108-112. doi:10.1049/cp:19971128. ISBN .
- ^ ""Mixed-Signal IC Merges 14-Bit ADC With DSP In 0.18-μm CMOS"". 27 Kasım 2020 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 8 Aralık 2023.
- ^ ""Microsemi Fusion mixed-signal FPGA"". 25 Mayıs 2022 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 8 Aralık 2023.
- ^ Maloberti, Franco; Davies, Anthony C. (2016). "History of Electronic Devices" (PDF). A Short History of Circuits and Systems: From Green, Mobile, Pervasive Networking to Big Data Computing. . ss. 59-70 (65-7). ISBN .
- ^ a b c d e f g Allstot, David J. (2016). "Switched Capacitor Filters" (PDF). Maloberti, Franco; Davies, Anthony C. (Ed.). A Short History of Circuits and Systems: From Green, Mobile, Pervasive Networking to Big Data Computing. . ss. 105-110. ISBN .
- ^ Electronic Components. . 1974. s. 46.
- ^ a b c Floyd, Michael D.; Hillman, Garth D. (8 Ekim 2018) [1st pub. 2000]. "Pulse-Code Modulation Codec-Filters". The Communications Handbook (2. bas.). CRC Press. ss. 26-1, 26-2, 26-3. ISBN .
- ^ Cherry, Steven (2004). "Edholm's law of bandwidth". IEEE Spectrum. 41 (7): 58-60. doi:10.1109/MSPEC.2004.1309810.
- ^ Jindal, Renuka P. (2009). "From millibits to terabits per second and beyond - over 60 years of innovation". 2009 2nd International Workshop on Electron Devices and Semiconductor Technology. ss. 1-6. doi:10.1109/EDST.2009.5166093. ISBN .
- ^ a b c O'Neill, A. (2008). "Asad Abidi Recognized for Work in RF-CMOS". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 13 (1): 57-58. doi:10.1109/N-SSC.2008.4785694. ISSN 1098-4232.
- ^ Chen, Wai-Kai (2018). The VLSI Handbook. CRC Press. ss. 60-2. ISBN .
- ^ Morgado, Alonso; Río, Rocío del; Rosa, José M. de la (2011). Nanometer CMOS Sigma-Delta Modulators for Software Defined Radio. . s. 1. ISBN .
- ^ Veendrick, Harry J. M. (2017). Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs. Springer. s. 243. ISBN . 17 Ocak 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 8 Aralık 2023.
- ^ "Infineon Hits Bulk-CMOS RF Switch Milestone". (İngilizce). 20 Kasım 2018. 26 Ekim 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 26 Ekim 2019.
Biblioğrafya
- (2015). Nanoelectronic Mixed-Signal System Design. McGraw-Hill. ISBN .
- R. Jacob Baker (2009). CMOS Mixed-Signal Circuit Design, İkinci Baskı. http://CMOSedu.com/
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Karisik sinyalli entegre devre tek yari iletken kalipta hem analog hem de dijital devresi olan entegre bir devre dir Karisik sinyalli entegre devresi sag taraftaki metal alanlar kapasitorlerdir ve bunlarin uzerinde buyuk cikis transistorleri vardir sol tarafta ise sayisal mantik vardir Cep telefonlari telekomunikasyon mobil elektronik cihazlar ve elektronik devreli ve dijital sensorlu otomobillerin cogalmasiyla kullanimlari karisik sinyalli entegre devreler artti Genel BakisEntegre devre ler IC sayisal or mikroislemci veya analog or islemsel amplifikator olarak siniflandirilir Karisik sinyalli IC lerin ayni cipte hem sayisal hem analog devreleri bazen de gomulu yazilimi vardir Karisik sinyalli IC ler hem analog hem de sayisal sinyalleri birlikte isler Ornegin Analog Dijital Donusturucu ADC tipik bir karisik sinyal devresidir Karisik sinyal IC ler genellikle analog sinyalleri sayisal sinyallere cevirilmesi ve boylece dijital cihazlarin bu sinyalleri isleyebilmesi icin kullanilir Karisik sinyalli IC dijital amplifikatorlu medya oynaticisi gibi dijital urunlerin FM alicilarinin temel bir bilesenidir Herhangi bir analog sinyal basit bir ADC kullanilarak sayisallastirilabilir Bunlarin en kucugu ve en enerji verimlisi karisik sinyalli IC lerdir Karisik sinyal islevselligi ayni cipte hem geleneksel aktif elemanlari or transistorler hem de iyi performansli pasif elemanlari bobin kapasitor ve direnc gibi icerir Bu uretim teknolojilerinden ek modelleme anlayisi ve secenekleri gerektirir Muhtemelen dusuk guclu CMOS islemci sistemli dijital bir cipte guc yonetim isleri icin yuksek voltaj transistorlerine gerek duyulabilir Bazi gelismis karisik sinyal teknolojileri analog sensor elemanlarin basinc sensorleri veya goruntuleme diyotlari gibi bir ADC ile ayni cipte birlestirilmesini saglayabilir Genellikle karisik sinyalli IC lerin mutlaka yuksek hizli dijital performansi olmasina gerek yoktur Bunun yerine test edilebilirlik planlamasi ve guvenilirlik tahminleri gibi daha dogru simulasyonlar ve dogrulamalar icin aktif ve pasif elemanlarin olgun modellerine gerek duyarlar Bu yuzden karisik sinyal devreleri genelde yuksek hizli ve yogun sayisal mantiktan daha ziyade buyuk hat genislikleriyle gerceklestirilir ve uygulama teknolojileri en son dijital uygulama teknolojilerinin iki ila dort nesil gerisinde olabilir Karisik sinyal isleme ozel metal yalitkan katmanlar veya standart uretim sureclerinin benzer uyarlamalarini gerektirebilecek direnc kapasitor ve bobin gibi pasif elemanlara gerek duyabilir Bu ozel gereksinimler nedeniyle karisik sinyalli IC lerin ve dijital IC lerin farkli ureticileri dokumhaneler olabilir UygulamalarKarisik sinyalli entegre devreler cep telefon lari modern radyo ve telekomunikasyon sistemleri cipte standart sayisal sistemli sensor sistem arayuzleri I C UART SPI veya CAN dahil sesle ilgili sinyal isleme havacilik ve uzay elektronigi Nesnelerin interneti IoT Insansiz hava araclari IHA otomotiv ve diger elektrikli araclar gibi pek cok yerde kullanilir Karisik sinyal devreleri tuketici elektronigi yapimi endustriyel tibbi olcum ve uzay uygulamalarinda oldugu gibi uygun maliyetli cozumler sunar Delta sigma modulasyonu kullanan veri donusturuculer analogdan dijitale donusturucu ler ve hata bulma ve duzeltme kullanan dijitalden analoga donusturucu ler ve dijital radyo cipleri karisik sinyalli entegre devrenin cesitli ornekleridir Sayisal kumandali ses cipleri de karisik sinyal devresidir Hucresel ve ag teknolojisinin gelismesiyle birlikte bu kategori artik cep telefonu yazilim radyo ve LAN ve WAN ve yonlendirici entegre devrelerini kapsar Tasarim ve gelistirmeGenellikle karisik sinyal cipleri bir cep telefonu nun radyo sistemi veya bir DVD oynaticinin okuma veri yolu ve lazer SLED kontrol mantigi gibi daha buyuk duzenekte bazi islevleri yaparlar Karisik sinyalli IC ler genellikle cip uzerinde sistem in tamamini kapsar Ayrica analog IC lere kiyasla uretimi karmasiklastiran cip uzerinde bellek bloklarini OTP gibi icerebilirler Karisik sinyalli IC sistemdeki sayisal ve analog islevler arasindaki cip disi ara baglantilari en aza indirir genellikle kucultulmus paketleme ve kucuk modul alt tabakasi nedeniyle boyutu ve agirligi azaltir ve dolayisiyla sistem guvenilirligini artirir Hem sayisal sinyal isleme hem de analog devrelerin kullanilmasi nedeniyle karisik sinyalli entegre devreler genellikle cok ozel bir amac icin tasarlanir Tasarimlari yuksek duzeyde uzmanlik ve bilgisayar destekli tasarim CAD araclarinin dikkatli kullanimini gerektirir Ayrica belirli tasarim araclari karisik sinyal simulatorleri gibi veya aciklama dilleri VHDL AMS gibi vardir Bitmis ciplerin otomatik olarak denenmesi de zorlayici olabilir Teradyne Keysight ve Advantest karisik sinyal ciplerine yonelik test ekipmanlarinin baslica tedarikcileridir Karisik sinyal devresi imalatinin bazi ozel zorluklari vardir CMOS teknolojisi genellikle sayisal performans icin ideal iken bipolar junction transistorleri ise genellikle analog performans icin iyidir Ancak son on yila kadar bunlari uygun maliyetli bir sekilde birlestirmek veya ciddi performanstan odun vermeden her ikisini de tek bir teknolojide tasarlamak zordu Yuksek performansli CMOS BiCMOS CMOS SOI ve SiGe gibi teknolojilerin ortaya cikisi bu eski uzlasmalarin cogunu ortadan kaldirdi Karisik sinyalli entegre devrelerin fonksiyonel calismasinin testi karmasik ve pahali olmaya devam etmektedir ve cogu zaman tek seferlik bir gorevdir yani tek ozel kullanimli bir urun icin cok calisma gereklidir Analog ve karisik sinyal devrelerinin sistematik tasarim yontemleri sayisal devrelerden cok daha ilkeldir Genellikle analog devre tasarimi neredeyse dijital devre tasariminin yapabildigi olcude otomatiklestirilemez Iki teknolojinin birlestirilmesi bu karmasikligi artirir Hizli degisen dijital sinyaller hassas analog girislere gurultu gonderir Bu gurultunun bir yolu substrat baglantisidir Bu gurultu baglantisini engellemeye veya iptal etmeye calismak icin tam diferansiyel amplifikatorler P koruma halkalari diferansiyel topoloji cip uzerinde ayirma ve uclu kuyu izolasyonu gibi cesitli teknikler kullanilir Cesitler Karisik sinyalli cihazlari standart urun olarak vardir ancak bazen ozel tasarlanmis uygulamaya ozel entegre devre ler ASIC ler gereklidir ASIC ler yeni standartlar ortaya ciktiginda veya sisteme yeni enerji kaynaklari uygulandiginda yeni uygulamalar icin tasarlanmistir Uzmanliklari nedeniyle ASIC ler genellikle yalnizca uretim haciminin buyuk olacagi tahmin edildiginde gelistirilir Dokumhanelerden veya ozel tasarim evlerinden hazir ve test edilmis analog ve karisik sinyal IP bloklarinin Yari iletken fikri mulkiyet cekirdegi bulunmasi karisik sinyalli ASIC lerin yapim acigini azaltti Ayrica karisik sinyalli Alanda Programlanabilir Kapi Dizi leri FPGA ler ve mikrodenetleyici ler de vardir Bunlarda sayisal mantigi isleyen cip analogdan dijitale ve dijitalden analoga donusturuculer islemsel amplifikatorler veya kablosuz baglanti bloklari gibi karisik sinyal yapilarini icerebilir Bu karisik sinyalli FPGA ler ve mikro denetleyiciler standart karisik sinyalli cihazlar tam ozel ASIC ler ve gomulu yazilimlar arasindaki boslugu doldurur Urun gelistirmede veya urun hacmi ASIC i hakli cikarmayacak kadar az oldugunda cozum olabilirler Ancak analogdan dijitale donusturuculerin cozunurlugu dijitalden analoga donusturme hizi veya sinirli sayida giris ve cikis gibi performans sinirlari olabilir Ancak sistem mimari tasarimini prototip yapmayi ve hatta uretimi kucuk ve orta olceklerde hizlandirabilir Kullanimlari ayrica gelistirme kurullari gelistirme toplulugu ve muhtemelen yazilim destegi ile desteklenebilir TarihceMOS anahtarlamali kapasitor devreleri Metal oksit yari iletken alan etkili transistor MOSFET veya MOS transistoru 1959 da Mohamed M Atalla ve Dawon Kahng tarafindan Bell Labs de icat edildi Kisa sure sonra MOS entegre devre cipi onerildi Ancak MOS teknolojisi Fairchild ve RCA tarafindan bilgisayar gibi Dijital elektronik dijital elektronik devreler icin ticarilestirilmeden once Bell tarafindan analog telefon uygulamalari icin pratik bulmadiklari icin baslangicta goz ardi edilmisti MOS teknolojisi eski Bell muhendisi David A Hodges ve Paul R Gray tarafindan 1970 lerin basinda UC Berkeley de gelistirilen analog ve dijital sinyal islemeyi tek bir cipte birlestiren MOS karisik sinyalli entegre devre si ile sonunda telefon uygulamalarinda kullanilabilir hale geldi 1974 te Hodges ve Gray veri donusumu icin MOS kapasitorlerini ve MOSFET anahtarlarini kullanarak bir dijital analog donusturucu DAC yongasi gelistirmek icin kullandiklari MOS anahtarlamali kapasitor SC devre teknolojisini gelistirmek icin R E Suarez ile birlikte calistilar MOS Analog dijital donusturucu ADC ve DAC yongalari 1974 te ticarilestirildi MOS SC devreleri 1970 lerin sonlarinda darbeli kod modulasyonu PCM codec filtresi ciplerinin gelistirilmesine yol acti Hodges ve W C Black tarafindan 1980 yilinda gelistirilen silikon kapili CMOS tamamlayici MOS PCM codec filtre cipi o zamandan beri dijital telefon icin endustri standardi olmustur 1990 lara gelindiginde kamu anahtarlamali telefon agi PSTN gibi telekomunikasyon aglari telefon santralleri ozel sube santralleri PBX ve anahtar telefon sistemleri KTS kullanici tarafi modem ler dijital dongu tasiyicilari cift kazanc coklayici lar telefon dongusu genisleticileri entegre hizmetler dijital ag ISDN terminalleri sayisal kablosuz telefon lar ve sayisal cep telefonlari gibi veri iletim uygulamalari ve konusma tanima ekipmani sesli veri depolama sesli posta ve dijital bantsiz telesekreter gibi uygulamalar icin elektronik anahtarlama sistemlerinde cok kullanilan cok buyuk olcekli entegrasyon VLSI CMOS PCM codec filtreleri ile buyuk olcude dijitallestirildi Dijital telekomunikasyon aglarinin bant genisligi Edholm yasasinda gozlemlendigi gibi buyuk olcude MOS teknolojisinin hizli olceklendirilmesi ve minyaturlestirilmesi nedeniyle hizli sekilde ustel bir oranda artmaktadir RF CMOS devreleri Pakistanli muhendis Asad Abidi 1980 lerin basinda Bell Laboratuvarlarinda calisirken Gelismis LSI Gelistirme Laboratuvari nda mikron alti MOSFET metal oksit yari iletken alan etkili transistor VLSI cok buyuk olcekli entegrasyon teknolojisinin gelistirilmesinde Marty Lepselter George E Smith ve Harry Bol ile birlikte calisti Laboratuvardaki birkac devre tasarimcisindan biri olan Abidi yuksek hizli iletisim devrelerinde mikron alti NMOS entegre devre teknolojisinin potansiyelini gosterdi ve fiber optik alicilarda Gb s veri hizlari icin ilk MOS amplifikatorlerini gelistirdi Abidi nin calismasi baslangicta o zamanlar yuksek hizli devreler icin baskin teknolojiler olan galyum arsenur ve bipolar baglanti transistorlerinin savunuculari tarafindan supheyle karsilandi 1985 yilinda Abidi UCLA ya katildi ve burada 1980 lerin sonunda RF CMOS teknolojisine onculuk etti Calismalari radyo frekansi RF devrelerinin tasarlanma seklini ayrik bipolar transistorlerden CMOS entegre devre lere dogru degistirdi Abidi 1980 lerin sonlarindan 1990 larin baslarina kadar sinyal isleme ve iletisim icin analog CMOS devreleri arastiriyordu 1990 larin ortasinda onculugunu yaptigi RF CMOS teknolojisi cep telefonlari yaygin kullanima girmeye basladikca kablosuz ag alaninda genis capta benimsendi 2008 yili itibariyla tum kablosuz ag cihazlarindaki ve cep telefonlarindaki radyo alici vericileri RF CMOS cihazlari olarak seri uretilmektedir Tum modern kablosuz ag cihazlarindaki ve cep telefonlarindaki temel bant islemcileri ve radyo alici vericileri RF CMOS cihazlari kullanilarak seri uretilir RF CMOS devreleri uydu teknolojisi GPS gibi Bluetooth Wi Fi yakin alan iletisimi NFC mobil aglar 3G 4G ve 5G gibi karasal yayin ve otomotiv radari gibi cesitli uygulamalarda kablosuz sinyalleri iletmek ve almak icin yaygin kullanilir RF CMOS teknolojisi kablosuz aglar ve mobil iletisim cihazlari dahil olmak uzere modern kablosuz iletisimler icin cok onemlidir Ticari orneklerKarisik sinyal tasarim evleri ve kaynaklarina ornekler AnSem CoreHW EnSilica ICsense Presto Engineering Sondrel System to ASIC Triad Semiconductor Karisik sinyal FPGA leri ve mikro denetleyici ornekleri Analog Devices CM4xx Karisik Sinyal Kontrol Islemcileri Fusion FPGA Microsemi urunudur ve artik Microchip Technology nin parcasidir Cypress PSoC Infineon Technologies in eski adiyla Cypress Semiconductor urunu olan cip uzerinde programlanabilir sistem dir Texas Instruments TI MSP430 MSP430 Xilinx mixed signal FPGA Karisik sinyal dokumhanelerine ornekler GlobalFoundries New Japan Radio Tower Semiconductor Ltd X Fab Ses cipleri listesi Yamaha FM sentez ses cipleri Atari POKEY MOS Technology SIDNotlar Karisik sinyalli FPGA lar alanda programlanabilir analog dizilerin bir uzantisidir Bazi dokumhaneler ayrica kendi teknolojileri icin tasarim hizmetine veya karma sinyal tasarim hizmetleri verebilecek ortaklarin listesine sahip olabilir Kaynakca Saraju Mohanty Nanoelectronic Mixed Signal System Design McGraw Hill 2015 978 0071825719 and 0071825711 Mixed Signal IC Design 8 Aralik 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde quote mixed signal IC s with mixed analog and digital circuits on a single chip Mark Burns and Gordon W Roberts An Introduction to Mixed Signal IC Test and Measurement 2001 ESS Mixed Signal Circuits 11 Ekim 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde Chang J J Myunghee Lee Sungyong Jung Brooke M A Jokerst N M Wills D S 1999 Fully differential current input CMOS amplifier front end suppressing mixed signal substrate noise for optoelectronic applications ISCAS 99 Proceedings of the 1999 IEEE International Symposium on Circuits and Systems VLSI Cat No 99CH36349 1 ss 327 330 doi 10 1109 ISCAS 1999 777869 ISBN 0 7803 5471 0 Singh R 1997 Substrate noise issues in mixed signal chip designs using Spice International Conference on Electromagnetic Compatibility 1997 ss 108 112 doi 10 1049 cp 19971128 ISBN 0 85296 695 4 Mixed Signal IC Merges 14 Bit ADC With DSP In 0 18 mm CMOS 27 Kasim 2020 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 8 Aralik 2023 Microsemi Fusion mixed signal FPGA 25 Mayis 2022 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 8 Aralik 2023 Maloberti Franco Davies Anthony C 2016 History of Electronic Devices PDF A Short History of Circuits and Systems From Green Mobile Pervasive Networking to Big Data Computing ss 59 70 65 7 ISBN 9788793609860 a b c d e f g Allstot David J 2016 Switched Capacitor Filters PDF Maloberti Franco Davies Anthony C Ed A Short History of Circuits and Systems From Green Mobile Pervasive Networking to Big Data Computing ss 105 110 ISBN 9788793609860 Electronic Components 1974 s 46 a b c Floyd Michael D Hillman Garth D 8 Ekim 2018 1st pub 2000 Pulse Code Modulation Codec Filters The Communications Handbook 2 bas CRC Press ss 26 1 26 2 26 3 ISBN 9781420041163 Cherry Steven 2004 Edholm s law of bandwidth IEEE Spectrum 41 7 58 60 doi 10 1109 MSPEC 2004 1309810 Jindal Renuka P 2009 From millibits to terabits per second and beyond over 60 years of innovation 2009 2nd International Workshop on Electron Devices and Semiconductor Technology ss 1 6 doi 10 1109 EDST 2009 5166093 ISBN 978 1 4244 3831 0 a b c O Neill A 2008 Asad Abidi Recognized for Work in RF CMOS IEEE Solid State Circuits Society Newsletter 13 1 57 58 doi 10 1109 N SSC 2008 4785694 ISSN 1098 4232 Chen Wai Kai 2018 The VLSI Handbook CRC Press ss 60 2 ISBN 9781420005967 Morgado Alonso Rio Rocio del Rosa Jose M de la 2011 Nanometer CMOS Sigma Delta Modulators for Software Defined Radio s 1 ISBN 9781461400370 Veendrick Harry J M 2017 Nanometer CMOS ICs From Basics to ASICs Springer s 243 ISBN 9783319475974 17 Ocak 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 8 Aralik 2023 Infineon Hits Bulk CMOS RF Switch Milestone Ingilizce 20 Kasim 2018 26 Ekim 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 26 Ekim 2019 Bibliografya 2015 Nanoelectronic Mixed Signal System Design McGraw Hill ISBN 978 0071825719 R Jacob Baker 2009 CMOS Mixed Signal Circuit Design Ikinci Baski http CMOSedu com