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从常识渠道视点重新认识集成电路

如今,在IT领域、计算机领域、电子技术相关领域中,几乎所有的电子系统都无一例外地以半导体集成电路为基础。人们对此习以为常,从未认真考虑半导体集成电路对人类文明发展的巨大影响力,而这种影响力堪比语言

  现在,在IT范畴、计算机范畴、电子技能相关范畴中,简直一切的电子体系都无一例外地以半导体集成电路为根底。人们对此习以为常,从未仔细考虑半导体集成电路对人类文明开展的巨大影响力,而这种影响力堪比言语、文字、纸张、印刷术对人类文明开展的影响,它表现为半导体集成电路常识渠道的归一化常识效果和常识行为集成效应。因而,人们应从常识渠道视点重新认识半导体集成电路。

  1 常识渠道的底子概念

  人类没有常识的遗传性状。今日人们所创造出的常识效果,都是在前人常识效果根底上的再创造。一些巨大的科学家在谈及自己的科学效果时,会谦称自己是站在“伟人的膀子”之上,“伟人的膀子”便是一种原始的常识渠道观念。但是,这种原始常识渠道仅仅一些前人的敞开性常识效果,只需专家、学者才干运用。例如人们要在一个产品体系中增加日历时钟功用时,有必要了解日历时钟的常识原理、电路结构和电路规划方法,在此根底上规划日历时钟单元电路。

  想象一下,假如能够经过外部载体遗传人类常识效果,人们便无需了解常识效果内容就能完结常识效果运用,这个载体便是常识渠道。常识渠道的常识效果遗传特征使人类能够不断丢掉原有常识效果,完结常识效果的傻瓜化运用。半导体集成电路便是这样一个常识渠道。例如,有了日历时钟芯片,人们在一个产品体系中增加日历时钟功用时就不用了解日历时钟的常识原理、电路结构,也不需要规划日历时钟电路,只需购买日历时钟芯片连接到产品体系中。20世纪60年代,16位模数转化电路属国家级科研课题,现在任何一位电子体系工程师都能够方便地买到这样的模数转化集成电路,不用了解模数转化原理与电路结构,只需了解其输入/输出特性就能在体系电路中完结16位模数转化。

  2 集成电路常识渠道的技能根底

  集成电路是20世纪人类最巨大的创造之一,荣获了两个诺贝尔物理学奖: 获1956年诺贝尔物理学奖的半导体晶体管,以及获2000年诺贝尔物理学奖的集成电路。纸张能够堆集与传承人类的常识效果,但没有常识行为才能,有必要依托专家、学者来完结常识效果的运用。半导体集成电路不只集成了人类常识效果,还完结了常识效果的运用,具有常识行为才能。例如,文献中的模数转化器能够有翔实的模数转化原理、模数转化电路结构、电路规划制作方法,却没有模数转化才能;模数转化集成电路中不只含有转化原理、电路结构、电路规划制作方法,还具有模数转化的常识行为才能。集成电路中的常识效果与常识行为才能会不断堆集与叠加,形成了集成电路的常识效果遗传性状。

  半导体集成电路中,常识效果遗传性状的技能根底,是归一化的时空量子化。归一化的空间量子,是“0”、“1”开关状况的晶体管颗粒;归一化的时间量子,是半导体电路中的时序状况,包含晶体管的翻转时序、数字电路的脉冲时序、微处理器中的指令时序等。

  归一化的空间量子载体,能够将人类常识效果以数字化文件方法存储,能够将电路常识效果转化成归一化器材;归一化的时间量子进程,赋予集成电路常识行为才能。集成电路根据外部电气特性的归一化运用特征,使集成电路具有了积木特性,在集成电路的不断进化中,能够用傻瓜化的方法构建起巨大的产品体系。现在,这种归一化运用特性渗透到集成电路规划中,形成了根据IP核的积木式规划方法。

  3 常识渠道底子特性

  常识渠道是人类常识效果的物化形状,其间集成了人类常识效果与常识行为。常识渠道的底子特性有遗传性、归一性、行为性、别离性、黑箱性、黑洞性、产品性、傻瓜性、扇出性。

  (1) 遗传性

  遗传性是指集成电路中所隐含的常识效果与常识行为,能够原封不动地保存到下一代集成电路中,并持续发挥作用。例如,脉冲计数器中有数字逻辑门电路与门电路的逻辑处理才能;定时器、日历时钟芯片中承继了脉冲计数器的常识效果与常识行为;许多SoC产品体系中有现成的日历时钟内核。从逻辑门电路、脉冲计数器、定时器、日历时钟芯片到SoC产品体系中的日历时钟功用设置,明晰地展示出集成电路的遗传性状。这种遗传性状决议了人类能够傻瓜化地运用前人的常识效果。迄今为止,一切半导体集成电路中都保存晶体管颗粒及“0”、“1”的静动态遗传因子。当呈现遗传变异时,晶体管颗粒资料会改动,而“0”、“1”状况的静动态遗传因子不变。

  (2) 归一性

  归一性是指一切集成电路中的常识集成都是在相同介质资料、相同结构、相同工艺、相同封装根底上的归一化数字集成。人类的其他任何一类东西都不或许完结如此的归一化常识集成。同样是称重用的秤,依照虎克规律制成的弹簧秤与用杠杆原理制成的杆秤没有任何相同之处。

  (3) 行为性

  行为性是指集成电路具有常识行为才能。脉冲计数器能够主动完结脉冲计数行为;模数转化器能够主动将模拟信号转化成数字信号。人类的其他东西,除八音盒、自鸣钟等主动东西外,都没有常识行为才能。杆秤的称重行为有必要由运用者来完结;电子秤能够完结主动称重行为,因为它的中心单元是半导体集成电路。

  (4) 黑箱性

  黑箱性是指集成电路中常识效果的屏蔽效应。人们无法窥探集成电路中的常识效果,常识效果也无法搬运到运用者手中。一切集成电路都有相同或类似的外形,人们只能从芯片标识上辨认出不同的集成电路。相反,在传统东西中,人们能够从外形来差异不同东西,而且能够判别东西中集成的常识效果。例如,人们能够从外形上差异杆秤与弹簧秤,也能够看出它们的常识原理分别是杠杆原理和虎克规律。

  (5) 别离性

  别离性是指集成电路规划与集成电路运用的完全别离。它们表现了常识立异与立异常识运用的完全别离。这种完全别离表现在人员的完全别离和工业的完全别离。从事半导体工业的人员和厂家不从事半导体运用,从事半导体运用的人员和厂家则不从事半导体器材开发。即便一些从事半导体运用的厂家转而从事半导体器材开发,这时他们必定会抛弃半导体器材运用。这与IT职业的扇形工业结构有关。

  (6) 黑洞性

  黑洞性是指集成电路中常识效果的无限扩展特性。跟着集成度的不断提高,集成电路中的常识效果不断富集。前期的模数转化器只能完结模拟信号到数字信号的转化,后来不断将模拟信号极性判别、可控增益扩大、信号滤波等常识效果集成进去,形成了常识的黑洞效应。因为集成电路的黑洞性,IT产品的更新换代使命必定搬运到集成电路工业部分,例如VCD/DVD产品的更新换代与VCD/DVD机出产厂家无关,而有必要依托半导体厂家。

  (7) 产品性

  产品性是指集成电路是一种物化形状的产品化常识效果。此前,人类的常识效果以文字记叙方法表达。为了确保常识效果创造者的利益,将文字记叙的常识效果申请专利,寻求专利法维护。当集成电路直接将常识效果物化成产品后,常识效果利益份额便摊派到产品的本钱之中。这就能够在不申请专利的情况下,确保常识效果的利益。因为集成电路的黑箱性,半导体厂家售出集成电路后,没有呈现常识效果搬运,为客户供给的成套技能计划不过是常识产品的售后服务内容。

  (8) 傻瓜性

  傻瓜性是指不用了解集成电路中的常识原理,就能完结常识效果的运用。人们运用书本上和专利中的常识效果时,有必要有学习、消化,吸收与制作的进程。例如,用购买专利的方法在体系电路中增加日历时钟时,要澄清日历时钟原理与制作方法,规划相应的电路。有了日历时钟的集成电路,则只需购买日历时钟芯片,依照厂家的运用手册就能完结傻瓜化的运用。

  (9) 扇出性

  扇出性是指一项常识效果一旦转化为集成电路后,就能够敏捷地为一切人运用。这是集成电路黑箱性、傻瓜性、产品性的归纳效应。黑箱性有效地完结了常识效果维护,使常识效果维护绕过专利化途径,敏捷完结常识效果的运用;傻瓜性确保了常识效果运用能够遍及到一切人群之中;作为一般化产品,集成电路能够敏捷地在全球规模内流转。常识效果运用不再为专家、工程师、技能人员所专有。理论上讲,世界上只需有一个团队创造出一项常识效果,转化成集成电路后,就可供全球规模的运用所需。

  尽管上述这些持性是从半导体集成电路中提取出来的,但这些特性不只反映在半导体集成电路中,也遍及存在于计算机软件之中。集成电路与计算机软件是两种典型的常识渠道,常识效果的物化方法不尽相同,底子特性完全相同。

  4 从常识渠道视点解析IT工业现象

  常识渠道诞生后,使原有的本钱经济呈现底子性革新。这些底子化革新首要呈现在IT工业中。跟着IT工业的全面扩展,这些革新会扩展到整个社会、经济范畴,人们便从本钱经济时代进入常识经济时代。

  (1) IT职业的工业分工

  因为常识渠道的别离性,导致常识立异与立异常识运用完全别离,常识渠道的产品化为常识立异找到了最佳出路。为此,常识立异者不再从事常识效果的直接运用,而是转化成常识渠道产品;常识效果运用者不从事常识立异,而是在常识渠道根底上完结常识效果的终究运用。这样一来,常识经济时代的IT职业中便呈现两大工业,即发生常识渠道工业与常识渠道运用工业的社会分工。

  (2) IT职业的扇形工业结构

  本钱经济时代,电子技能职业中盛行的是一体化封闭式企业。职业中的每个企业都有从常识立异到立异常识运用的产品研制团队,每个企业的立异常识效果只运用在本企业的产品中,一切企业都在进行很多的重复作业。但是,当集成电路开展到产品常识渠道时,开端呈现了职业中的产品分工。半导体厂家从事常识立异,并将立异常识效果转化成SoC或集成电路套件(产品常识渠道);整机厂家购买SoC或集成电路套件,并在半导体厂家供给的成套技能计划根底上完结终究产品的出产。一个厂家的产品常识渠道可供许多厂家运用,形成了职业中的扇形工业结构。前期的PC机工业、VCD工业如此,当今的手机工业也将步其后尘。

  (3) 扇形工业的游戏规则

  因为常识渠道的黑箱性、黑洞性,在扇形工业链中,雄居扇端的半导体厂家处于技能独占与驾御位置。工业结构中的一切企业同享一个赢利大蛋糕,并依照常识效果投入的份额切割。处于扇沿的终究产品出产厂家,因为常识效果投入少,直接面临消费品的市场竞争,生存环境最为恶劣。因而,“力争上游”、“不做下家”、给下家“保存赢利空间”是扇形工业生态体系中的底子游戏规则。

  (4) 扇形工业的山寨化基因

  常识渠道的别离性、黑箱性、黑洞性,形成了扇形工业生态体系中的山寨化基因。当一个产品的技能效果走向老练阶段,必定寻求产品中软、硬件的最大化的体系集成,体系集成后的产品渠道距终究产品只需一步之遥。任何一个厂家都能够在产品渠道根底上,完结终究产品的傻瓜化或拼装化出产。常识渠道的产品特性与山寨化基因,形成了IT工业的全球化趋势,任何一个先进的经济体,都会坚守常识渠道工业,并将终究的常识渠道运用工业搬运到第三世界或落后地区,以寻求最低的制作本钱。

  结语

  人类没有常识与常识行为的遗传性状。言语呈现后,人类常识能够依托言语方法的口头传承;文字、纸张创造后,人类常识依托外部文字典籍的方法传承与堆集;半导体集成电路呈现后,完结了常识与常识行为集成的外部传承与堆集。半导体集成电路的归一化常识与常识行为集成,是一种典型的常识与常识行为的遗传现象,称之为常识渠道。了解常识渠道的底子特性,有助于解析常识经济时代许多的社会现象、经济现象、工业现象。

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