Hardware-Controller (Telecom-ICs) für die unteren OSI-Schichtenanteile

Zusammenfassung

Die Realisierung des ISDN und anderer Kommunikationssysteme steht und fallt mit der Verfügbarkeit hochintegrierter VLSI-Controllerbausteine für Funktionen, die arbeitsintensiv sind und schnell abgewickelt werden müssen. Dabei kann man davon ausgehen, daß praktisch alle Abläufe μP-gesteuert sind. Ein μP ist jedoch ein Bauelement, das sich für das Abwickeln der niederen Protokollfunktionen wenig eignet. Die stürmische Entwicklung vor allem der CMOS-Technologie in den achtziger Jahren hat die Voraussetzungen zur Realisierung solcher Controller geschaffen, mit [KÜ, MÖ, SE, WE]:

• Ruheaufnahmeleistungen im nW-Bereich — wichtig für Power-Down-Modes von Telefonen, die ja nach wie vor über die Anschlußleitung phantomferngespeist werden.

• TTL-kompatiblen Versorgungsspannungen (5V) und darunter, die gegenüber den 4000er Serien der siebziger Jahre auch die Betriebsleistung deutlich reduzieren, da die Verlustleistung proportional dem Versorgungsspannungsquadrat wächst. Hieraus resultierte u.a. die HC (High Speed CMOS), HCT (HC TTL kompatible), AC(T)-74er Serie mit gleichen Funktionen wie TTL-Gatter gleicher Typennummer.

• Taktfrequenzen in der Größenordnung von über 100 MHz, erreicht durch viele Einzelmaßnahmen im Bereich der Herstellungstechnologie — von der Verwendung

  • selbstjustierender Silicon-Gates mit Hilfe der Ionenimplantation statt der Diffusionstechnik und daraus resultierenden kleineren Geometrieabmessungen — über

  • unsymmetrische Verteilung von n-MOS und p-MOS-FETS (z.B. 80:20) vereinigt die Vorteile der schnelleren n-MOS-Technologie (Elektronenbeweglichkeit dreimal größer als Löcherbeweglichkeit) und ihre einfachere Herstellbarkeit mit den Vorteilen von CMOS — z.B. dem größeren statischen und dynamischen Störabstand — zu

  • verbesserten Isolationsverfahren (z.B. Planox, LOCOS, Isoplanar- und Polyplanarverfahren) mit geringerem Flächenbedarf und daraus resultierenden geringeren Streukapazitäten, die wegen der Frequenzproportionalität des Leitwerts zu Verlusten führen.