通用數(shù)字邏輯集成電路代換模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微電子器件維修替換領(lǐng)域，特別涉及了一種在維修數(shù)字電路板時(shí)可以用于各種數(shù)字邏輯集成電路代換的模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大部分電子設(shè)備主要由中小規(guī)模集成電路器件和數(shù)字電路板組成。然而由于應(yīng)用的集成電路器件和數(shù)字電路板品種規(guī)格繁多，當(dāng)電子設(shè)備損壞后帶來了一系列問題:由于集成電路器件更新?lián)Q代快，經(jīng)常面臨停產(chǎn)、斷貨等問題；由于品種多、數(shù)量大，致使訂貨費(fèi)用高的問題；由于不能及時(shí)供應(yīng)，嚴(yán)重影響平時(shí)修理進(jìn)度；由于缺少替換件而無法繼續(xù)使用電子設(shè)備，從而造成了浪費(fèi)的問題。
[0003]近年來可編程大規(guī)模超大規(guī)模集成電路發(fā)展迅速，各種FPGA、CPLD單片集成的邏輯單元數(shù)量，可以滿足各種數(shù)字邏輯集成電路所完成的功能。可以利用可編程的大規(guī)模集成電路形成需代換數(shù)字邏輯集成電路時(shí)序邏輯，由其進(jìn)行替換。替換元件應(yīng)與原件的機(jī)械尺寸、電氣和機(jī)械規(guī)格等方面匹配。電子設(shè)備中廣泛采用的數(shù)字邏輯集成電路大多采用5V供電，而小功耗大規(guī)模集成電路多采用3.3V供電。這需要通過引入的5V電源變換為3.3V給大規(guī)模集成電路進(jìn)行供電，以保障其正常工作。傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯集成電路與大規(guī)模集成電路間信號(hào)電平不同，若正常工作需要在兩者之間進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:在電子設(shè)備維修過程中，可以快速替換損壞的原集成電路器件，解決器件籌措難的問題并縮短了維修周期大大提高了維修效率。
[0005]通用數(shù)字邏輯集成電路代換模塊(以下簡(jiǎn)稱代換模塊)是一塊與需代換的數(shù)字邏輯集成電路器件大小相當(dāng)?shù)哪K，代換模塊的封裝可設(shè)計(jì)成雙列直插封裝或者貼片封裝，其封裝厚膜電路基材可選用陶瓷或普通印制電路板。
[0006]代換模塊包括代換管腳單元、電壓調(diào)理單元、電平轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字邏輯單元。
[0007]代換管腳單元采用雙列直插(DIP)封裝或貼片封裝，是多路數(shù)字邏輯信號(hào)輸入輸出端口、電源及地的連接端口。代換管腳單元的管腳數(shù)量、排列及信號(hào)定義與需代換的數(shù)字邏輯集成電路器件相同。電源和地通過代換管腳單元接入，輸出到所述的電壓調(diào)理單元。電壓調(diào)理單元利用輸入的電源和地生成電平轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字邏輯單元所需的各種電壓源，為電平轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字邏輯單元供電，保障正常工作。代換管腳單元引入的多路數(shù)字邏輯信號(hào)輸出到電平轉(zhuǎn)換單元，電平轉(zhuǎn)換單元將輸入的多路數(shù)字邏輯信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為數(shù)字邏輯單元所需的電平并輸出到數(shù)字邏輯單元。數(shù)字邏輯單元內(nèi)部預(yù)先定制了邏輯程序，由邏輯程序完成所需的邏輯時(shí)序變換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯單元所需的邏輯變換，將變換得到的邏輯信號(hào)輸出到電平轉(zhuǎn)換單元。電平轉(zhuǎn)換單元將輸入的變換后邏輯信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為需代換的數(shù)字邏輯集成電路兼容的電平并輸出到代換管腳單元。代換管腳單元將輸入的變換后數(shù)字邏輯信號(hào)通過相應(yīng)管腳輸出。經(jīng)過數(shù)字邏輯信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換和邏輯變換可使代換模塊的輸入輸出電平與需代換的數(shù)字邏輯集成電路兼容，輸入與輸出信號(hào)之間的邏輯時(shí)序關(guān)系與需代換的數(shù)字邏輯集成電路相同。
[0008]在電子設(shè)備維修過程中，一種封裝類型的代換模塊可以替換對(duì)應(yīng)封裝類型的許多種集成電路器件，解決了器件籌措難的問題并縮短了維修周期大大提高了維修效率。
【附圖說明】
[0009]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說明。
[0010]圖1是雙列直插封裝數(shù)字邏輯集成電路代換模塊的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0011]圖2是DIP20封裝數(shù)字邏輯集成電路代換模塊的結(jié)構(gòu)平面圖；
[0012]圖3是電壓調(diào)理單元采用集成電壓調(diào)整器的電路原理圖；
[0013]圖4是電壓調(diào)理單元采用二極管降壓的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]通用數(shù)字邏輯集成電路代換模塊(以下簡(jiǎn)稱代換模塊)是一塊與需代換的數(shù)字邏輯集成電路器件大小相當(dāng)?shù)哪K，代換模塊的封裝可設(shè)計(jì)成雙列直插封裝或者貼片封裝，其封裝厚膜電路基材可選用陶瓷或普通印制電路板。
[0016]代換模塊的結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖1所示，包括代換管腳單元1、電壓調(diào)理單元2、電平轉(zhuǎn)換單元3、數(shù)字邏輯單元4。
[0017]代換管腳單元I采用雙列直插(DIP)封裝，是多路數(shù)字邏輯信號(hào)5輸入輸出端口、電源及地6的連接端口。代換管腳單元I的管腳數(shù)量、排列及信號(hào)定義與需代換的數(shù)字邏輯集成電路器件相同。電源和地6通過代換管腳單元I接入，輸出到所述的電壓調(diào)理單元2。電壓調(diào)理單元2利用輸入的電源和地6生成電平轉(zhuǎn)換單元3和數(shù)字邏輯單元4所需的各種電壓源7，為電平轉(zhuǎn)換單元3和數(shù)字邏輯單元4供電，保障正常工作。代換管腳單元I引入的多路數(shù)字邏輯信號(hào)5輸出到電平轉(zhuǎn)換單元3，電平轉(zhuǎn)換單元3將輸入的多路數(shù)字邏輯信號(hào)5電平轉(zhuǎn)換為數(shù)字邏輯單元4所需的電平并輸出到數(shù)字邏輯單元4。數(shù)字邏輯單元4內(nèi)部預(yù)先定制了邏輯程序，由邏輯程序完成所需的邏輯時(shí)序變換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯單元4所需的邏輯變換，將變換得到的邏輯信號(hào)輸出到電平轉(zhuǎn)換單元3。電平轉(zhuǎn)換單元3將輸入的變換后邏輯信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為需代換的數(shù)字邏輯集成電路兼容的電平并輸出到代換管腳單元I。代換管腳單元I將輸入的變換后邏輯信號(hào)通過相應(yīng)管腳輸出。經(jīng)過數(shù)字邏輯信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換和邏輯變換可使代換模塊的輸入輸出電平與需代換的數(shù)字邏輯集成電路兼容，輸入與輸出信號(hào)之間的邏輯時(shí)序關(guān)系與需代換的數(shù)字邏輯集成電路相同。
[0018]DIP14、DIP16、DIP20封裝的數(shù)字邏輯集成電路兩排引腳間距為300mil (毫英寸，約合 7.62mm)，其總長度分別為 700mil (17.78mm)、800mil (20.32mm)和 100mil (25.40mm)?？紤]到集成電路在電路板上安裝一般間距較大，并給代換件布局、布線提供足夠空間，在不改變引腳間距的基礎(chǔ)上適當(dāng)加寬代換件的寬度，實(shí)際代換件的寬度為360mil (9.144mm)，即比原集成電路寬60mil (單排引腳間距的60% )，圖2是DIP20數(shù)字邏輯集成電路代換模塊的結(jié)構(gòu)平面圖，所述DIP20數(shù)字邏輯集成電路代換模塊的管腳數(shù)為20，圖中可見兩排引腳間距仍為7.62mm，總長度為2.54mm，與DIP20的集成電路相同，只是在寬度比DIP20的集成電路稍寬。加工采用四層電