
【电】 Vlsi
exceed; go beyond; overtake
【计】 hyperactive
【医】 per-; ultra-
【电】 large-scale integrated circuit
超大型积分电路(Very Large Scale Integrated Circuit,VLSI)是电子工程领域中描述集成电路规模与功能的核心术语,其定义为在单一硅芯片上集成超过十万个晶体管或其他等效逻辑元件的微型化电路系统。该技术实现了信号处理、数据存储与运算功能的高度集成,典型应用场景包括中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)和专用集成电路(ASIC)等现代电子设备核心组件。
从技术实现层面分析,VLSI采用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺构建多层电路结构,通过光刻技术实现纳米级线宽控制(当前先进制程可达3nm节点)。其设计遵循摩尔定律发展规律,每18-24个月晶体管密度翻倍,该规律由Intel联合创始人Gordon Moore于1965年提出(来源:IEEE固态电路期刊)。现代VLSI设计普遍采用硬件描述语言(HDL)进行逻辑建模,配合电子设计自动化(EDA)工具完成物理实现(来源:美国半导体行业协会技术白皮书)。
在系统级特性方面,超大型积分电路具备三大核心优势:1)通过降低互连延迟提升运算速度;2)优化功耗效率实现每瓦特性能比提升;3)采用系统级芯片(SoC)架构整合模拟/数字混合信号处理单元(来源:Springer微电子系统工程专著)。当前技术前沿聚焦于三维集成电路(3D-IC)堆叠技术和神经形态计算架构的开发(来源:自然电子学期刊2024年技术展望报告)。
关于“超大型积分电路”的解释,需结合常规积分电路的基本原理及其可能的扩展应用进行综合分析:
积分电路是一种输出电压与输入电压时间积分成比例的电路,核心由电阻(R)和电容(C)构成,常通过运算放大器实现。其数学关系可表示为: $$ vo(t) = -frac{1}{RC} int{0}^{t} v_i(tau) dtau $$ (公式来源:、4)
物理规模扩展
可能指物理尺寸或元件参数极大化的设计,例如:
功能复杂化
在模拟计算机或复杂控制系统中,可能指由多个积分单元级联或并行构成的大规模电路系统,用于求解高阶微分方程或实现多维信号处理。
特殊应用场景
“超大型积分电路”并非标准术语,通常需根据上下文判断具体指向。其核心仍基于传统积分原理,但在规模、参数或应用复杂度上进行了扩展。实际设计中需综合考虑元件选型、系统布局及抗干扰措施。
如需进一步了解具体电路结构或应用案例,可参考、4、5中的基础原理及模拟计算机相关描述。
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