电子信息科学专业英语翻译

1-1Introduction to Microelectronics Para. 1 对太空的探索以及人造地球卫星的发展， 增强了人们对减少电子电路的重量和体积的重 要性的认识。另外，即使电流在计算机中流得相当快， 但是由于电子元器件之间的互联所导 致的信号的时间延迟是不能不考虑的。 如果这种互联在尺寸上能减小， 无疑会使计算机的运 行速度更快。 Para. 2 微电子学主要是使常规电路微型化。 比如一个运算放大器， 包括许多彼此互连的分立 器件，有二极管，电阻，象这样一个完整的电路，可以制作在一个很小的基片上。这个完整 的微型化的电路就称之为集成电路（IC） 。 Para. 3 IC 体积小，重量轻，坚固耐用，稳定可靠。它们比同等宏观电路（分立元件电路） 需要更少的功耗和更低的电压。因此，它们可以工作在更低的温度下， 而在这种温度下，分 立器件可能都不能正常工作， 因为温度没有达到正常工作温度范围。 相应地，几乎不会产生 寄生电容和延时，因为在 IC 中，器件之间地互联非常短。维护起来跟简单，因为，如果在 一个 IC 里边地器件坏了， 通常用一个新的 IC 来替换坏的。 表面技术的大规模生产技术已经 降低了许多 IC 的成本，因此，它们就跟单个晶体管一样便宜。最后的结果就是，大部分常 用的分立器件电路被 IC 所取代。 Para. 4 有两种基本类型的 IC：一种是独立 IC,一种是薄或厚的膜状IC. 独立 IC 是构建在单个 的半导体晶体的基片里边， 通常用的是硅。 薄或厚的膜状 IC 是形成在一种绝缘材料的表面， 像玻璃或者陶器。还有一种混合的IC 所包含的不仅仅是单个的基片。在这里，这个词“混 合”同样也指独立 IC 和薄或厚的膜状 IC 结合体。 Para. 5 也可根据其功能不同对集成电路进行分类。数字 IC（也称为逻辑 IC）通常用作开关， 表示接通或关闭。在计算机中，接通和关闭状态分别对应0 或 1。另一种 IC 被称为线性或 模拟 IC。集成电路可以用双极或单极晶体管来生产。然而，在许多方面，场效应管优于双 极晶体管。它们属于高阻抗器件，相应地可以减少它们的工作电流和功率损耗，相反， 可以 获得更高的有效功率。 对于一个复杂的电子线路集成为一小块的情况， 减小功率损耗是非常 重要的，要释放这种电路产生的热量将是一个难题。场效应管的这种结构形式，尤其是对 MOSFET，很容易使它们制作成IC，并且能使电阻和电容也很容易集成在这种IC 里边。 Para. 6 大多数的电路都是由有源器件组成，比如，晶体管、二极管，还有电阻和电容，电阻起 偏置、集电极负载以及阻抗变换的作用， 电容起隔直通交的作用。 每一个器件能够被制作在 一个适合于 IC 的形状里边，这种形状是有限制的，比如，电容就不能太大。一些器件，像 电感或大的电容，制作在一个合适的形状里边就很困难。 通常，一些可以替代的电路形式可 以被设计，可以去掉以上那些不宜集成的器件，否则这些器件只能作为集总元件放在IC 的 外部。 2-1 Introduction to Configurable Computing2-1 Introduction to Configurable Computing 有这样一类计算机，当它们在运行时，可以修改它们的硬件，这类计算机在计算机设 计方面正在开创一个新的时代。因为它们能迅速地过滤数据，它们擅长于模式识别， 图像处 理和编制密码。 计算机设计者常常面临一种挑战，就是在计算机的速度和一般性之间找到平衡点。他 们可以制造一个通用的芯片，这种芯片有许多不同的功能，但相对较慢；或者，他们可以设 计专用芯片，这种芯片只能做一些有限的工作，但速度快得多。微处理器，像intel Pentium 或者 Motorola PowerPC 芯片经常在个人计算机中被发现，这种芯片是通用的：以二进制格 式编写的程序指令几乎可以使微处理器完成程序员所能想到的所有逻辑或数学运算。 intel Pentium 处理器，打个比方，从来就不是专门为运行Microsoft Word 或者是计算机游戏 DOOM 而设计，但两者都可以运行。 1.可以配置的计算 相反，定制的硬件电路，我们称之为专用集成电路（ASICs） ，正好提供了为完成特殊任 务而设计的这种功能。 通过针对给定的工作认真调整专用集成电路， 计算机设计者可以制造 出更小， 更便宜， 更快且比可编程处理器耗能更少的芯片。 为个人电脑设计的图像处理芯片， 举个例子，能够以 10 或 100 倍于通用 CPU 的速度在屏幕上划线或作图。 当设计者在通用性和速度之间作出选择时，他们也必须面临成本的问题。一个为专门 问题而设计的优秀的 ASIC 可以用来解决专门的问题，当在这个芯片完成以后，要提出修改 的话，那不是一件容易的事情。而且，即使可以修改的ASIC 能够为新的问题而开发出来的 话，这个原始硬件电路太过于专一化在连续世代中不可以重复使用。结果， 在工程上，设计 和制造一个 ASIC 必须花费许许多多的努力。 2. 可编程的电路 在集成电路方面，一种新的开发方法提供了第三种选择：大的，快的，现场可编程的 门阵列，或者叫 FPGAS——一种高度可以调整的硬件电路，在使用过程中，它的每一个部 分几乎都能够被修改。FPGAS 由可以配置的逻辑块阵列组成，这个些逻辑块可以实现门电 路的逻辑功能。逻辑门就像带有多路输入， 单路输出的开关。它们用在数字电路来实现基本 的二进制运算，像与运算，与非运算，或运算，或非运算和异或运算。在大多数的硬件里， 今天主要用在计算机中， 门电路的逻辑功能是固定的， 不能够被修改。然而，在 FPGAS 中， 逻辑块中的逻辑功能和块之间的连接通过往芯片中送信号可以改变。 这些逻辑块的结构和某 些专用集成电路中的门阵列类似， 但标准门阵列在生产时就被配置好了， 而现场可编程的门 阵列中的逻辑块可以在集成电路出厂很长时间后反复重新布线和重新编程。 开启可以配置计算之门的钥匙是可以非常迅速地进行配置的新的FPGAs。 最早期的现场 可变程阵列需要几秒或更长的时间来改变它们的连接——这非常适合于工程师们， 他们需要 测试可以选择的不同电路的设计； 这也适合一些公司，他们销售的产品偶尔需要升级。 更新 的 FPGAs 能够在 1ms 之内被配置好，并且，在两年之内，我们所期望看到的配置时间少于 100us 的器件也会出现。最终，计算装置也许能够使它们的硬件非常方便地随着输入数据或 者过程环境作相应地改变。 在 FPGA 的设计方面有许多不同的方法，但是它们的基本结构是由大量的可以配置的 逻辑块和可编程的栅格状的连接所组成， 这些连接能够以设计者选择的任何方式把这些逻辑 块连接到一起。那些粗粒状的 FPGAs 有一些数量较少的配置能力强的逻辑块，而那些具有 细粒状结构的 FPGAs 有许多简单的逻辑块。 在一个粗粒状的 FPGAs 中，单个的一个元件也 许能够作加法或比较两个数。在一个由细粒状的 FPGAs 组成的装置里边，一个逻辑块也许 只能比较两个二进制位， 实际上，它是一个单个的逻辑门。 设计者是选择粗粒的还是细粒的 芯片开始设计依赖于将来的应用和从零