கணிணியினுடைய செயலி ஒன்று எவ்வாறு உருவாகின்றது

கணிணியினுடைய செயலி ஒன்று எவ்வாறு உருவாகின்றது

Filed under: வன்பொருள் செயல்முறை(hardware) — Computer news in tamil (கணினி பற்றிய தகவல் தமிழில்) @ 3:58 பிற்பகல்

ஒரு சிறிய இண்டெல் கோர் 2 டியூ கணினி சில்லுக்குள் இலட்சக்கணக்கான மின்மபெருக்கிகள்(transistors) இருக்கின்றன என்றாலும் இவை ஒன்றுக்கொன்று மோதலும் குழப்பமும் இல்லாமல் இயங்குவதற்குஏற்ப எவ்வாறு இணைக்கப்பட்டு நன்கு பணிசெய்கின்றன என ஆச்சரிய படவைக்கின்றன, விரல்நகம் அளவேயுள்ள இந்த சின்னஞ்சிறிய கணினி சில்லுக்குள் எவ்வாறு இலட்சக்கணக்கான மின்மபெருக்கிகள்(transistors) உருவாக்கப்பட்டு அமைக்கப்படுவது சாத்தியமாகிறது என இப்போது காண்போம்,
இவ்வாறு உருவாக்க நான்கு படிமுறைகள் பின்பற்றப்படுகின்றன.
படிமுறை -1 –பலகையை வடிவமைப்பு செய்தல் வடிவமைப்புக்கு செல்லுமுன் இவை எவ்வாறு பணிபுரிகின்றன என அறிந்து கொள்வோம், கையடக்கமுள்ள செல்லிடத்து பேசிமூலம் தொலைபேசி போன்று பேசுகின்றோம் பேசுவதை கேட்கின்றோம்,அதற்கேற்ப இதனுடைய சில்லுகள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன என கொள்வோம் இதில் எஃப் எம் வானொலியின் பாடல்களையும், தொலைக்காட்சியின் நிகழ்ச்சிகளையும் பார்த்து மகிழ்வதாக கொள்வோம் இந்த பயன்பாடுகளுக்கு ஒவ்வொன்றின் பணிக்கும் தனித்தனி சில்லுகள் உருவாக்கி அமைப்பது எனில் அது கையடக்க செல்பேசியாக இருக்கமுடியாது,மிகப்பெரிய கருவியாகவே ஆகிவிடும் இதனை தவிர்க்க இவைகளின் ஒவ்வொரு பணிக்கும் ஒவ்வொரு நிரல்தொடர் என உருவாக்கி அதனதன் மின்மபெருக்கி(transistor)யுடன் ஒதுக்கீடுசெய்து ஒரே கணினி சில்லுக்குள் இவைகளை உள்பொதிந்து அமைத்துவிட்டால் இத சாத்தியமாகும் அல்லவா!
இவ்வாறு ,இந்த கணினி சில்லுகளை உருவாக்குவதற்கு முதலில் வன்பொருளை வடிவமைத்து உருவாக்கியபின் அதனை இயக்குவதற்காக இயக்கியின் மென்பொருள் எழுதப்பட்டு இறுதியாக இவைகள் உள்பொதியப்பட்டு ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன இதற்கு முதல்படியாக என்னென்ன செயல்கள் செயற்படுத்தப்போகின்றோமோ அதனதன் இயக்கியினுடைய மென்பொருள் எழுதப்பட்டு தனித்தனி மின்மபெருக்கி(transistor)யுடன் ஒதுக்கீடுசெய்யப்படுகின்றன அதன்பின்னர் இவை ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன,
படிமுறை-2:மின்மபெருக்கி(transistor) என்பவை தருக்கமுறை வாயில்கள் என்பதை மனதில் கொள்க மிகவும் சிறியதான இவைகளை ஒன்றுக்கொன்று இணைத்து ஒருங்கிணைப்பது என்பது மிகவும் சிக்கலான பணிதான் ஆயினும் இதனை எளிமைபடுத்த Hardware Descriptive Language என்பதை சுருக்குமாக குறிப்பிடும் HDL என்ற சிறப்புக் குறிமுறைகளால் எழுதப்படுகின்றது,இது நாம் வடிவமைக்கும் கணினியினுடைய சில்லுகள் ஒவ்வொன்றின் செயலும் எவ்வாறு இருக்கவேண்டுமென வரையறுக்கின்றது,மேலும் ஒவ்வொரு கடிகார சுற்றுகளிலும் எவ்வாறு இந்த சில்லுகள் செயல்படவேண்டும் என கட்டுபடுத்துகிறது,இந்த குறிமுறைகள் பின்னர் தருக்கமுறைவாயிலிற்கேற்ப தருக்கமுறை ஒத்திசைவாளராக மொழிமாற்றம் (interpretation) செய்யப்படுகிறது, அதன்பிறகு மின்சுற்று வரிப்படமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு எவ்வாறு செயல்படும் என அறியப்படுகிறது, தேவையானால் இவைகள் மேலும் மெருகேற்றப்படுகின்றன பின்னர் இந்த தருக்கமுறை ஒத்திசைவாளராக மொழிமாற்றம் செய்வதற்கான வடிவமைப்பு போதுமான அளவிற்கு இருக்கின்றதாவென சரிபார்க்கப் படுகின்றது,இறுதியாக இவை உண்மைநிலையில் எவ்வாறு செயல்படும் என உருவகப்படுத்துதல்கள் மூலம் பரிசோதிக்கப்படுகின்றது,
படிமுறை-3:ஒரு சிறிய தூசுஅளவேயுள்ள சிலிகான்களை கொண்டு ஆயிரக்கணக்கான மின்மபெருக்கிகள்(transistors) உருவாக்கவாய்ப்புள்ளதால் இந்த சிப்புகளை உருவாக்கும் பகுதி மிகமிக சுத்தமாக(Clean Room) பராமரிக்கப் படுகிறது மேலும் தனிச்சிறப்பு உபகரணங்களை கொண்டு சிறப்பு வழிமுறையில் சிலிகான் தூய்மைபடுத்தப்படுகிறது,
பரிசுத்தமான சிலிக்கானின் சிறுதுனுக்கி(wafer) லிருந்து மின்மபெருக்கிகளை(transistors) உருவாக்கும் பணி ஆரம்பிக்கின்றது முதலில் இந்த சிறுதுனுக்கை(wafer ) மிகவும் சுத்தமான தண்ணீர் மற்றும் தனிச்சிறப்பு தூய்மை படுத்தம் திரவத்தில் மூழ்கச்செய்து சுத்தமாக கழுவப்படுகின்றது,
அதன்பிறகு அதன்மேல் ஒரு வெப்பத்தடுப்ப பொருள் (Insulation material)கொண்டு ஒருசுற்று தடுப்புசுவர் அமைக்கப்படுகிறது, பின்னர் வெப்பப்படுத்தப்பட்டு ஆக்ஜிஸனுடன் சேர்ந்த சிலிக்கன்டை ஆக்ஸைடு என்ற அடுக்கால்(layer) மூடப்படுகின்றது பின்னர் ஒளியை தடுப்பதற்காக இதன்மீது மற்றொரு ஒளித்தடுப்பு போர்வையால் பூசப்பட்டு புறஊதாகதிர்களால் சுடப்பட்டு கட்டப்படுகிறது,
பின்னர் ஒரு முகமூடி (masking)கொண்டு இந்த மின்சுற்றுவரிப்படத்தின் வெளிப்புறம் மூடப்படுகிறது, அதன்பின்னர் இந்த சிலிக்கானின் சிறுதுனுக்கானது திரவத்திற்குள் மூழ்கும்படி செய்யப்பட்டு மீதிஅரைகுறையாக இருக்கும் தேவையற்ற சிலிக்கன்டை ஆக்ஸைடை கரைத்து கழுவிவிடப்படுகிறது,இந்த செயலையே உலோகஉருவம்செதுக்குதல் (etching)என்கின்றனர்,
அதன் பிறகு இரும்பைபிடுங்குதல் என்ற செயலின்மூலம் சில்லுகளில் உள்ள இரும்புதுனுக்குகள் உறிஞ்சியெடுக்கப்படுகின்றன இவ்வாறாக ஒரு சிறுதுனுக்கானது ஒரு மின்மபெருக்கி(transistor)யாக உருமாற்றப்படுகின்றது
படிமுறை-4
இவ்வாறு தனித்தனியாக உருவாக்கப்பட்ட மின்மபெருக்கிகள்(transistors) பின்னர் ஒன்றாக இணைத்து ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும் இதனைகம்பியுடன் இணைத்தல் (wiring) என்பர், முகமூடி (masking)அணிவித்தல் , உலோகஉருவம்செதுக்குதல் (etching) ஆகிய இரு பணிகளை மாற்றி மாற்றி தொடர்ந்து சிலிக்கன்டை ஆக்ஸைடுடன் மூடப்படவேண்டும், இந்த சமயத்தில் ஒரு சிறு சாளரம் போன்ற பகுதி மட்டும் மூடப்படாமல் இந்த மின்மபெருக்கி(transistors) களின் முனைமங்களாக மற்றவற்றுடன் இணைப்பை ஏற்படுத்துவதற்காக விட்டுவிடவேண்டும் இந்த முனைம பகுதியில் ஒரு அடுக்கு உலோகம் பூசப்பட்டு மிகுதி இணைப்புஏற்படுத்தவும் வெப்பத்தடுப்பு, முகமூடியிடுதல் உருவம்செயதுக்குதல் பின்னர் உலோகம்பூசுதல் என மாற்றி மாற்றி சுமார் இருபது அடுக்கு அளவிற்கு செய்யப்படுகிறது,இவ்வாறான பணிமுடிந்த பிறகு இவை ஒன்றுடன் மற்றொன்று இணைக்கப்படுகிறது,
இந்த மின்மபெருக்கி(transistors)யின் நீளம் சுமார் 90 நேனோமீட்டராக இருந்தது பின்னர் 60 நேனோமீட்டராகி இப்போது 45 நேனோமீட்டராக குறைந்துள்ளது,
இவ்வாறாக சின்னஞ்சிறு மின்மபெருக்கிகள்(transistors) உருவாக்கப்பட்டு அதில் சிக்கலான செயல்களுக்கான தனித்தனியான HDL நிரல்தொடர் எழுதி இணைக்கப்படுகிறது,பின்னர் விரல்நகத்தின் அளவேயுள்ள சில்லுக்குள் லட்சகணக்கான மின்மபெருக்கிகள்(transistors) உள்பொதியப்படுகின்றன, ஒருசில்லுக்குள் fusion முறையில் இவ்வாறு மின்மபெருக்கிகள்(transistors) ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன,