Apuntes micros

Micros

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Microprocesadores
Objetivos
Conocer físicamente el microprocesador Como se fabrica un microprocesador Cual es su estructura externa Como esta estructurado internamente, cual es su arquitectura Parámetros de funcionamiento Breve historia de los micros

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1. ¿Qué es el microprocesador?
Es un dispositivo digital que contiene millones de minúsculos elementos electrónicos, casi todos transistores, en un único circuito integrado en una placa de silicio. Veamos algunas definiciones : Transistores: Dispositivos electrónicos que pueden funcionar como interruptores para representar "0" o "1". Circuitos integrado: Circuito electrónicodigital capaz de realizar operaciones basándose en el Algebra de Boole y en la aritmética binaria. Son integrados porque en ellos se encuentran miniaturizados numerosos elementos electrónicos. También se les llama microchips o simplemente chips. Microprocesador: Circuito integrado con las características de interpretación y ejecución de datos. Es el componente principal del ordenador, dirige ycontrola todos los componentes, se encarga de llevar a cabo las operaciones matemáticas y lógicas en un corto periodo de tiempo y además decodifica y ejecuta las instrucciones de los programas cargados en la memoria RAM. Fabricación El proceso de fabricación de un microprocesador es muy complejo. Todo comienza con un buen puñado de arena (compuesta básicamente de silicio), con la que se fabrica unmonocristal de unos 20 x 150 centímetros. Para ello, se funde el material en cuestión a alta temperatura (1.370 °C) y muy lentamente (10 a 40 mm por hora) se va formando el cristal. De este cristal, de cientos de kilos de peso, se cortan los extremos y la superficie exterior, de forma de obtener un cilindro perfecto. Luego, el cilindro se corta en obleas de 10 micras de espesor, la décima parte delespesor de un cabello humano, utilizando una sierra de diamante. De cada cilindro se obtienen miles de obleas, y de cada oblea se fabricarán varios cientos de microprocesadores. Estas obleas son pulidas hasta obtener una superficie perfectamente plana, pasan por un proceso llamado “annealing”, que consiste en someterlas a un calentamiento extremo para remover cualquier defecto o impureza que puedahaber llegado a esta instancia. Después de una supervisión mediante láseres capaz de detectar imperfecciones menores a una milésima de micra, se recubren con una capa aislante formada por óxido de silicio transferido mediante deposición de vapor.

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De aquí en adelante, comienza el proceso del «dibujado»de los transistores que conformarán a cada microprocesador. A pesar de ser muy complejo y preciso, básicamente consiste en la “impresión” de sucesivas máscaras sobre la oblea, sucediéndose la deposición y eliminación de capas finísimas de materiales conductores, aislantes y semiconductores, endurecidas mediante luz ultravioleta y atacada por ácidos encargados de remover las zonas no cubiertas porla impresión. Salvando las escalas, se trata de un proceso comparable al visto para la fabricación de circuitos impresos. Después de cientos de pasos, entre los que se hallan la creación de sustrato, la oxidación, la litografía, el grabado, la implantación iónica y la deposición de capas; se llega a un complejo «bocadillo» que contiene todos los circuitos interconectados del microprocesador. Losdetalles de un microprocesador son tan pequeños y precisos que una única mota de polvo puede destruir todo un grupo de circuitos. Las salas empleadas para la fabricación de microprocesadores se denominan salas limpias, porque el aire de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y está prácticamente libre de polvo. Las salas limpias más puras de la actualidad se denominan de clase 1. La cifra...