Человек научился создавать из песка замки, стекло и. компьютеры. «Мозг» вашего ПК — чип, известный как процессор, — сделан именно из этого материала. Точнее, его основного элемента — кремния. О том, как кремний становится процессором, нам расскажут специалисты компании Intel.
Песок
Кремний является вторым (после кислорода) самым распространённым химическим элементом в земной коре (25% по массе). Песок, особенно Кварц содержит высокий процент диоксида кремния (SiO2), и является основным компонентом для производства полупроводников.
Очистка кремния
После добычи песка происходит очистка кремния от примесей — кремний очищается в несколько этапов, чтобы достичь достаточного качества для производства полупроводников — его называют кремний полупроводниковой чистоты. Он настолько очищен от примесей, что допускается только один чужеродный атом на каждый миллиард атомов кремния. После процесса очистки начинается фаза плавления кремния. На фотографии можно видеть крупную болванку, созданную из расплавленного очищенного кремния.
Как Запрограммировать Микросхему ⚒️ без программаторов компьютера и обвеса
Монокристаллическая болванка
Получившаяся болванка монокристалла весит около 100 килограмм, чистота кремния составляет 99,9999 процентов.
Пилим болванку
Затем болванка переходит на стадию пиления, когда из неё вырезаются тонкие отдельные диски кремния, называемые подложками (или «вафлями», wafers). Кстати, некоторые болванки бывают выше полутора метров. Монокристаллы выращивают разного диаметра — всё зависит от нужного диаметра подложек. Сегодня процессоры изготавливаются, как правило, из 300-мм подложек.
Полируем
После вырезания пластины полируются для полного устранения всех возможных дефектов. Компания Intel приобретает готовые к производству подложки у сторонних производителей. Когда она только приступала к выпуску микросхем, ею использовались пластины диаметром 2 дюйма (немногим более ВО мм). Теперь Intel применяет 300-миллиметровые подложки, что позволяет сократить расходы на производство каждого чипа.
Нанесение фоторезиста
Голубая жидкость формирует фоторезистивный слой, наподобие того, что используется в фотоплёнке. Подложка во время нанесения жидкости вращается, что позволяет получить равномерное покрытие, которое и гладкое, и очень тонкое.
Смывание фоторезиста
После облучения ультрафиолетом голубой фоторезистивный слой, на который попало излучение, полностью растворяется специальной жидкостью. В итоге остаются участки слоя, закрытые маской. Это самое начало нанесения транзисторов, межсоединений и других участков электрической цепи процессора.
Травление
Фоторезистивный слой защищает материалы подложки, которые не должны быть вытравлены. А облученные области вытравливаются с помощью химикатов.
Удаление фоторезиста
После травления удаляется и фоторезистивный голубой слой, после чего становится видна требуемая форма.
Важно! Структура прошивки // Как работать с ЭБУ // Правила #чип тюнинга
Повторное травление
Затем вновь наносится слой фоторезистивного материала (голубой), и вновь происходит облучение ультрафиолетом через маску. Затем облучённый фоторезистивный слой снова смывается и начинается другой процесс, называемый ионным легированием. На данном шаге участки подложки обогащаются ионами, в результате чего кремний меняет свои физические свойства, позволяя процессору управлять потоками электрического тока.
Ионное легирование
Во время внедрения ионов (часть процесса ионного легирования) открытые области кремниевой подложки бомбардируются потоками ионов. Ионы проникают в кремний, после чего как раз меняют свойства проводимости участка кремниевой подложки. Ионы сталкиваются с подложкой на очень высокой скорости. Электрическое поле ускоряет ионы до скорости более 300 000 км/ч.
Удаление фоторезиста
После внедрения ионов фоторезистивный слой удаляется, а материал, подвергшийся легированию (зелёный) теперь насыщен чужеродными атомами.
Изготовление транзистора
Транзистор всё ближе к своему завершению. На изолирующем слое над транзистором (фиолетовый) вытравливаются три области. Три этих отверстия будут заполнены медью, которая позволит проводить электрические соединения с другими транзисторами.
Гальванопокрытие
Подложки на этом этапе погружаются в слой сульфата меди. Ионы меди осаждаются на транзистор через процесс, называемый гальванопокрытием. Медные ионы проходят от положительного электрода (анод) к негативному электроду (катод), которым как раз и является подложка.
После гальванопокрытия
Ионы меди осаждаются в виде тонкого слоя на поверхности подложки.
Полировка
Затем происходит полировка, и лишняя медь удаляется с поверхности.
Метализация
Нанесение металла происходит в несколько этапов, что позволяет создавать межсоединения (их можно представить как соединительные провода) между отдельными транзисторами. Раскладка таких межсоединений определяется архитектурой микропроцессора, вернее, командой разработчиков, ответственных за тот или иной процессор (например, Intel Core i7). Хотя компьютерный процессор кажется очень плоским, на самом деле он может состоять из более чем 20 слоёв. Если вы посмотрите на увеличенную фотографию чипа, то обнаружите сложную систему межсоединений и транзисторов, которая выглядит как футуристическая многослойная система шоссе и транспортных развязок.
Тестирование подложек
На иллюстрации участок готовой подложки проходит первый тест функциональности. На данном этапе тестовые пробы подводятся к каждому чипу, после чего оцениваются ответные сигналы чипа и сравниваются с правильными.
Разрезание подложки
После того, как тесты определят, что подложка содержит достаточное число правильно функционирующих блоков, её разрезают на части (кристаллы).
Отбраковка
Кристаллы, которые прошли тесты, перейдут на следующий шаг упаковки. Плохие кристаллы отбраковываются. Несколько лет назад Intel даже выпустила брелоки из плохих кристаллов CPU.
Отдельный кристалл
На иллюстрации приведен отдельный кристалл, который был вырезан с подложки. Если быть более конкретным, то перед нами кристалл Core i7.
Сборка
Подложка, кристалл и распределитель тепла соединяются вместе, чтобы сформировать готовый процессор. Зелёная подложка обеспечивает механический и электрический интерфейс процессора с остальной системой. Серебристый распределитель тепла является тепловым интерфейсом с кулером. Он охлаждает кристалл во время работы.
Микропроцессор
Микропроцессор можно назвать самым сложным продуктом производства на Земле. Фактически, производство состоит из сотен шагов, и в нашей статье мы смогли охватить только самые важные из них.
Финальное тестирование
Во время финального теста процессоры проверяются по ключевым характеристикам (среди них присутствует тепловыделение и максимальная частота).
Binning
По результатам тестов процессоры с одинаковыми характеристиками складываются в одни лотки. По-английски данный процесс называют binning, после определения максимальной частоты процессоров они маркируются по моделям и уже продаются в соответствии со спецификациями.
Розничная продажа
Готовые и протестированные процессоры (опять же, на иллюстрации показаны процессоры Core i7) поставляются либо сборщикам систем, либо в розницу.
Источник: radio-hobby.org
Программа Flowcode и программатор Microchip PICkit 2
Компания Microchip предлагает стартовый набор разработчика PICkit 2 Debug Express, включающий демонстрационную плату с 44-выводным контроллером и миниатюрный программатор PICkit2.
Компания Matrix Multimedia предлагает среду разработки Flowcode с интуитивно понятным графическим интерфейсом, позволяющим разрабатывать программу для микроконтроллера на уровне блок-схем.
Данная статья предназначена для начинающих разработчиков, которые только осваивают программирование микроконтроллеров. На начальной стадии среда разработки Flowcode, позволяющая реализовать простейшие операции на основе PIC-контроллеров, отличная альтернатива более сложной и профессиональной MPLAB IDE. Для получения базовых навыков по использованию программатора PICkit2 и программы Flowcode рассмотрим построение простейшего проекта по управлению светодиодом.
Для ознакомительных целей компания Matrix Macromedia предлагает бесплатную демонстрационную версию Flowcode (единственное ограничение – допустимый объем скомпилированного кода не более 2 Кб).
Шаг первый – построение блок-схемы
Обычно создание проекта начинается с планирования последовательности действий (алгоритма), которые должен выполнять микроконтроллер. В среде разработки Flowcode для данных целей предусмотрен наглядный интерфейс по созданию блок-схемы программы.
В качестве первого примера разработаем систему, которая будет приводить в действие один из двух режимов «моргания» светодиодами в соответствие с положением внешней кнопки. Алгоритм программы приведен на рис. 1.
Шаг второй – реализация блок-схемы в Flowcode
Бесплатную демонстрационную версию Flowcode можно скачать по ссылке http://www.matrixmultimedia.com/temp/FlowcodeV3.exe
Запустите программу Flowcode.
Нажмите «ОК», когда откроется окно «Reminder Screen».
Создайте новый проект (Create a new FlowCode flowchart).
Выберите в качестве контроллера (Choose a target) PIC16F887 (он установлен на демонстрационной плате 44-pin Demo Board комплекта PICkit 2 Debug Express).
Откройте новую рабочую область (workspace) с названием «Main».
Добавьте необходимые блоки для блок-схемы. Для этого наведите курсор на нужную иконку в левой панели и, удерживая левую кнопку мыши, перетащите в рабочую область.
Добавьте необходимые элементы (светодиоды LED, кнопку). Для этого щелкните мышью по иконке соответствующего элемента в верхней панели.
В выпадающем меню окна LEDs (светодиоды) выберите пункт Component Connections. В меню Connect to Port (соединения с портом) выберите PORTD (светодиоды демонстрационной платы 44-pin Demo Board выведены на PORTD). Данный диалог должен принять следующий вид:
В выпадающем меню окна Switch (переключатель) выберите пункт Properties (свойства) и укажите количество кнопок – 1.
В пункте Connect to Port (соединения с портом) выпадающего меню, выберите PORTB (кнопка на плате 44-pin Demo Board подключена к PORTB, бит 0). Диалог Connect to Port примет следующий вид:
Настройка элементов блок схемы
Теперь настало время настройки элементов, составляющих блок-схему. Для настройки элемента необходимо выполнить на его иконке двойной щелчок мышью. Для удобства чтения блок-схемы в строке “Display name” пишите короткое пояснению о функциональном назначении блока.
Loop (Основной цикл)
Input
Для начала необходимо создать переменную, отвечающую за информацию о положении кнопки. Щелкните “Variables” (переменные), чтобы открыть диалог “Variables Manager”. Щелкните “Add New Variable” (добавить новую переменную) и добавьте новую переменную с названием Input:
Нажмите “OK”. Вернувшись в окно Variables Manager щелкните на кнопку Use Variable. Вернувшись в окно Properties выберите “PORTB “, “Single Bit”.
Desicion
В окне Properties щелкните Variables и выберите Input, щелкните Use Variable. Дайте название (Display name) “Is switch pressed”
Ветка “No”
Output Чтобы зажечь крайние светодиоды необходимо выставить в единицу биты 0 и 7 порта PORTD, т.е. вывести на PORTD число 129 (2 7 + 2 0 )
Ветка “Yes”
Первый блок Output Чтобы зажечь светодиоды с 0 по 3, необходимо вывести в PORTD число 15 (2 0 + 2 1 + 2 2 + 2 3 ):
Оба блока Delay
Длительность задержки может быть задана в миллисекундах и секундах. Необходимо задать задержку в полсекунды:
Второй блок Output
Чтобы зажечь светодиоды с 4 по 7, необходимо вывести в PORTD число 240 (2 4 + 2 5 + 2 6 + 2 7 ):
Теперь блок-схема должна иметь следующий вид:
Симуляция программы
Программа Flowcode позволяет проверить работу программы при помощи симуляции. Симуляция возможна в двух режимах: непрерывная и пошаговая, блок за блоком. В обоих режимах в окнах “Variables” и “Call Stack” отображаются текущие значения. Когда Вы запускаете симуляцию программы на полной скорости, данные в этих окнах не обновляются. Если же скорость симуляции ниже полной или выполнение программы ведется пошагово – созданные переменные отображаются в окне “Variables” на каждой итерации.
Теперь посмотрим на симуляцию на полной скорости. Нажмите “Run” на панели инструментов. Используйте возможность остановки и продолжения работы программы (F5 или “Go/Continue” в меню “Run”). Вы наблюдаете текущие значения в окнах “Variables” и “Call Stack”, крайние светодиоды (0-й и 7-й светятся). Щелкните по иконке кнопки и убедитесь, что светодиоды 0-3 моргают в противофазе со светодиодами 4-7. Программа работает корректно! (Если Вы не получили нужного результата, вернитесь к началу и повторите все заново)
Программирование PIC-контроллера
Подготовительная часть закончена, Вы получили полнофункциональную программу, работающую по заданному алгоритму. Выполните следующие инструкции для программирования контроллера:
Подключите PICkit2 к ПК через USB
Подключите PICkit2 к демонстрационной плате 44-pin Demo Board
В меню “Chip” выберите пункт “Compile to Chip” (Для компиляции необходимо сохранить созданную программу)
Откроется окно “Compile Messages”, в котором отображается текущий прогресс. При программировании контроллера засветятся индикаторы “Target” и “Busy” на PICkit2. Когда программирование закончится, появиться строка “FINISHED”, после чего следует нажать кнопку “Close”
Ваша программа должна запуститься. Светодиоды 0-3 должны мигать в противофазе со светодиодами 4-7. При нажатии кнопки – должны светиться только светодиоды 0 и 7.
Итого
В данной статье на наглядном примере показано как просто создать программу для контроллера по заданному алгоритму. При этом пример охватывает лишь малую часть функциональных возможностей Flowcode. Незатронутыми остались такие возможности, как вычислительные операции, манипуляции со строковыми переменными, создание пользовательских макросов, вставки C-кода и т.д. Для их освоения программа Flowcode снабжена подробными справочными материалами и описаниями (меню “Help”). Обо всех возможностях, предоставляемых Matrix Multimedia, Вы можете узнать на сайте www.matrixmultimedia.com.
статьи/программа.flowcode.и.программатор.microchip.pickit2.txt · Последние изменения: 27/11/2022.20:47 (внешнее изменение)
Источник: pickit2.ru
Этапы создания прошивки для ЧИП-тюнинга
С развитием компьютерных технологий, личный автомобиль стал все больше походить на космический корабль. В настоящее время в системе двигателя нет элемента, который бы не контролировался и не регулировался электронным блоком управления (ЭБУ). Алгоритм работы, встроенного компьютера, стандартизирован и представляет собой некий компромисс между мощностью, экономичностью и ресурсом силовой установки. В те моменты, когда пользователя перестают удовлетворять характеристики собственного авто, прибегают к ЧИП-тюнингу.
Этапы создания прошивки для ЧИП-тюнинга
Программирование автомобильного ЭБУ – многоэтапный процесс, требующий вовлечения ряда специалистов и уникального технического арсенала, подбираемого для каждой модели авто в отдельности и позволяющего производить требуемые манипуляции с компьютерной системой управления двигателем. Если обобщить, то ЧИП-тюнинг можно разделить на три отдельных процесса:
- Считывание и запись прошивки;
- Написание программы алгоритмов работы двигателя;
- Калибровка таблиц с параметрами рабочих величин.
В зависимости от сложности прогнозируемых работ, все манипуляции с блоком управления на каждом из этапов могут осуществляться отдельными мастерами или одним квалифицированным экспертом. К каждому новому клиентскому авто обеспечивается индивидуальный подход и назначается рабочий штат, соответствующий поставленной задаче.
Создание программы для ЧИП-тюнинга
Работая с ЭБУ, необходимо сохранять предельную осторожность, если браться за дело без набора определенных знаний, автомобиль можно попросту сделать непригодным для эксплуатации. Подобный эффект обеспечат и некачественно написанные прошивки. Поэтому, специалисты нашей компании создают индивидуальные программные алгоритмы работы силовой установки.
На этом этапе, за основу могут браться исходники, считываемые с блока клиентского авто или купленные у производителя прошивки с настройками, выполненными в соответствии с заводскими стандартами. Программисты изучают и перерабатывают последовательности вычислительных процессов. Для этого применяют одну из доступных сред программирования ЭБУ. Примером такой системы может служить WinOls. Вся информация в нем представлена в виде машинного языка, выполненного в любой доступной системе исчисления.
Пример прошивки ЭБУ представленной в 16-ричной системе исчисления
Видео уроки калибровки(редактирования) прошивок Видео
Калибровка при ЧИП-тюнинге
Как бы не странно это звучало, но даже при современном качестве автомобильной промышленности, невозможно найти два одинаковых автомобиля. Амортизационные издержки и допуски при конструировании делают каждое транспортное средство индивидуальным, поэтому и их настройка должна быть уникальной.
Любая прошивка для ЭБУ создается с использованием калибровочных таблиц. Они представляют из себя набор данных, которые могут изменяться для получения от автомобиля желаемых результатов.
Все работы на данном этапе происходят на специальном оборудовании, проверяющем характеристики автомашины. Специалист оценивает результаты прошивки и вносит в калибровочные таблицы необходимые изменения. Чтобы работать с этими параметрами, очень важно понимать, что всё в силовой установке взаимосвязано и неправильная работа одного из узлов обязательно приведет к падению мощности и сильному сокращению ресурса мотора.
Для калибровки могут применяться другие программы с ограниченным доступом. Это позволяет избежать внесения изменений в алгоритм самой прошивки. Примером среды для редактирования таблиц может служить ChiptuningPro. Для удобства изучения, параметры представляются в виде карт – своеобразные графики, построенные на базе имеющихся данных.
График построенный на основе данных из калибровочной таблицы
Внедрение новой прошивки
Автопроизводители негативно относятся к ЧИП-тюнингу, поэтому нередко можно встретить блок управления двигателем, в системе которого имеется только диагностический разъем. Чтобы скачать и перезаписать прошивку такого авто, необходимо осуществить целый ряд процедур. В электрическую плату вживляют новые выходы, так мастер получает доступ к хранилищу данных.
Этот процесс осуществляется за пределами транспортного средства. Так называемые «мозги» извлекают и разбирают. Только после этого эксперт, с помощью специальной станции, подключается к отдельным контактам ЭБУ или подпаивает новый разъем.
Подключение к плате может реализовываться с помощью специальных контактов
Сложность и риски ЧИП-тюнинга
Любые манипуляции с компьютерной системой автотранспорта могут привести в негодность ЭБУ. Некачественные технологические и программные обеспечения неизменно приведут к повреждению управляющего устройства. Именно поэтому крайне важно проводить ЧИП-тюнинг на специализированном оборудовании или у специалистов. Наши мастера обладают самой современной аппаратурой для тестирования и обслуживания, а также солидным опытом работы с комплектующими автомобиля. Все это дает право гарантировать качество предоставляемых нами услуг.
Источник: autoludi.ru