Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника (2004)

Е. Угрюмов Рекоменлоаект имбгкьмелтди неким обьединением а области ммаинострсения и лвабсрослюения а яа теста а уев бг ого лоссбия дат с 0 иентоа налрввлений 004000 и ОЯВОΠ— "Инбяуятваям и вмюслигельная тели;ка" (мтмаегь ность 220400 "Вьнимянел~ ма м~~ тяас «омллатсм, снстс«ям и сети"! Санкт-Пе1 твбург .БХВ-Г~етертург 2004 +',П33 УДК 68!Д 06 ББК 32 973-04 У27 Р41щ и и Угрин«И Е.

П. У27 Пиф!щщ щ могскн кв — СПБ БХВ-Г«ьсрб«», К!04 — 578 с щ 38ВК 5-8296-0!86-9 Р В НИ МИ ПРИМ Н НИ ОНБР Ви — О«У У Р,й., ИЧ»»М М йкв мми — БВИ, с м ибиммм мпам ь, .3сю ун квщв. ю рсний н ар Пина«масси испмщм н в с«ма«спика с!нам рщнк щнмивв. щ авьм бущиномщьимк ущм и и к1 м 1 прагрвьвюирус ай в 1ики, Пр ивмм сгру у! н м пм . п и:р;3 ик.вм мп: . ьм рс мм, пр и икр«во впар БИР СЙИС мик:ар 1 р 9 им Ищкк и» зиыаищ "ру н в".

щ» а«маги нрщьинащ пмаойрсскуощннв щк88ом Ра1ов у 19 ва я«муа мк .в ум а щщкумя, и «и аия 3ДК 48! Эа ББК 329734» Груцпв ««щи«вам щдвмщм Гв"«мщй Рав щщ Бка р 1«дщбн эав Раскас й И Р я Р к к ср 83»и Ь К нномрнщ юсрс к. И 1' к й Карр к р Н и гйщ д йи об.мккн Ън рси» щ ым п1 н щгидуьгщз9 910709 пщ ° зщоск М ГМЩ1СМЩ!м !Ън» ! ЩЬЩ 4887 д р мка .з щавсз 'ЩЩ П 94УР" 199»З,ѻà Р4У! .И М ОЩ за ЩМММ Щ ВИ Д! Н .

МЩЩПЩПБЩВДМИЩ1ОЗЩ 19ЩМЩКММП Д 4 ММ ГСЗИМ Д Щя П1НЩ М ПЩ ММЩ ЩМ 1 Ф ЬМУМ" РЯН ЩЩЩ. С 4ЩЩСУМ, 9 М ь 19 Ого 4 П.у а а .,*, окоп«Мним ЬВИ 5-8286-9380-9 Предисловие Информатизации об~дотув» -- эажнеишая залача, стоянгая перел нанси стганой и требугоиюя ггнтенсиино~о рюэггзия аычислительной техники и других срелстэ обгзабогкгг информации Все рхя«кбркгные срелстаа цифроаой техники: ЭВМ, микропрггнгтсг~ригзс системы измерений и аатомагнмации тсхиолопгческих иронессоа, ггибзюэзч саязь и шлеаишнис и з. л строима на единой мсмегг~нои базе, а сосюа ко торой входят грезаычайно разные цо сложности лгиьросхемы — ог гю~ и кглих злеменгоа, еылолншоших простейшие операции, ао сзгожнетцпих грограммируемых крисгзллсн, содержаюих милю юны логи юеких шгсысц ~ си Создание соаремснной зяементной базы ьзюлсчэ аьшислителг.ной техники научно-техническая залача, решение которой по еняэн толька на»боне равитым и экономичесыг сшьным странам В России и .тря ах ('НГ р: виги:.

иикрозлсктронкки э настоюцее яр.мя находится а кризисном состоянии От гтгаание ог оерелоаых шрш~ (С!ВА, Японии) наме.*ияось уме е СССР, ког„, переход на цроизиолстео субмикронных интеграяьных схем нс бьш семки что приаело к нарасшюшему отсташггню ги урошш мнроеой ге«пики Пере цш к рынсмцой экономике. аьыаахшии ломку а кономикс страны и носта еиаший на первый плен конкурснтосцоссбкосгь иродукциц, григкг к мисре элекцюнной промышленгюстью около 2»3 ихгсаегихс» мошнсстеи Пгьхшктиаы о.счесгие~яюи микгюэлектроники орсдсказать сложно. цоскош ку аыаог.

ее на соагемениый уровень требует аложсния о~раиных срс ста госуд»|из. санная поддержка на требуемом уровне пока нс рашьна 1лажс крмшсшпис мгйюеыс фирмы вынуждены объелиняцея а азьлнсы гых аккучуяироаэция срелспх необходимых лля создания ноаых сшьг цамити, мггкропрогкггор е и время такая страна, ках Россия не можш отказазъся от щюмыа: ысоких гехнолгицй, Крупнейший сдецитшист а сбласог ииф р ~э. ик Е П. Великое а одной из своих статей ' присаелини ся к ггзи.

ио узгеии бегат* келльютерь, еш дгмл люле,я' етизь, что лля системотекникоа шсутсзаие отечсстаснных ми» ммениого уровня колюенсируезся сей мс доступное|но гаруыж ннои базы. долгому изучение цифроаых уи~оа и устр Ггс~гг ао собразигг ахмет прямое пршстическое зг а«ение ебном пособии гхмсмотрены ириншгцы построения и цроекзи кциональцых утлое и устроиста ЭВМ и цифроаон аатоматики и еские реализации. Ос~юение материала поообии гребке~ ишг с логическими опсршгиями, лаончнои сигзгмой счислснгш и егия', 25 и ября 1999 г Нм)З»жая схеьгсзехг яа действиями над деон гнычи числами, а также с ггрингтипгэнт рзбозы ~шчг«ггз. сторон и транзистор~ ~ма гюрза нпчатсд зим« кзс калев Пособие прелнаэна»сне аля «чудентов вузы.

об)чаюсшхса по сасснаамости 220! (тйгс«тронные вычишгзжюьныс машины коьныексьь ызсгемы и сети) и друз им сденишьнсстям, снязанным с испгльюва~~цсм и ратработкои цифшзвых средств сбрабоп:н информапии Оно мохни бьгп, пш:сэпо шкж шш работни«оз промыпшенноши и газу ~ных учрсждеиигг В но«обив рассмотрен широкий кру~ вопросов, свяэ,ипыт с шучсиием н применением совреыешюй элсмсптно)з базы инфроаой техники, чгс гс ~встствует оснонному солержанию лисниплины "Сксмотсхника ЗВМ" сдснямснасти 220! У жбники и учгбные пособии по эт ой темашкс нг и:шзвзвись тъе более Гб лег Исклю ~анне сосшдшст умбнсс пособи«Г И Пу агшскош и Г. Я Новоскшьненсй оИифровыс устройства" (нэ)атсш,сдю Пгзлнтс«ггзжа. СПб, )996 г, 835 с.).

сгличаюшееся от данноггз пособия как по характер) зложсиня, таа н и темам кс. пссколгкт с нем ош) г.тсу т р ы * ь, и свягденные схемам нам«пи, микропронс«сорам. схемам про~уз«гмгтр)смог) логики и др. Содержание пособия основано па материал кур.е лекний, ~и»во«гого авто ром на кафел ж *'Вычислиталышя техника" Саню пег сргз) рг ока о г гота)зс~ венного эл ктрозехничеако~ о универсгпата. Паршраф а.2 написан автором сов«зегтнс г А УС Муыжсаым, шыи 9 совыс сено с Р. И.

Грушвимким и А П, Алыдееским. Мпор Гтлагэдарнт рснснюггтсв за рял нсннык жмечанин. способе»созна«по улу Ш!ению «нити. Введение танин милрскхем ь. область прага ры и БИС)СВИС с прпграммируе Микропроцессор способен лыно. ма»ш Менял послелоаатсльиость пила|с тьшачн ььа ошам и том ж сьучаа структуьж аппарашых орел ! дачи»йп абеспе ьиюет микрппро ° шстауьоьдиль снюкенисм стоимас В еиле БИС)СВИС с п)хьгрььммир сл «рисы тц содсражьлий мцожгс кшорых пан нчаст сам сь стемаге ность прогыаолиц крьпстатлы мж латрсбателам Систсмагсюьик аь жпцно саосыу проекту РюраГюшн саяюй меьклу блоками и юемснта ь ш и ми Элсментнйа базу циФровых устроисгл (ЦУ) состаляшпт интсгрг шцьье сломы (ИС) Со л(хмсни нл иаобретения (СП1А. 1959 г) ИС посгодшю гомршсьь стаукпсн и услаюшются Хара»кырк» ьнкой ь,южноети ИС явное ся )роашш интеграции, опениаасмып ьибо числом блзоаьж поги ьгскнк члсм ьтое, пбо числом транзисторов.

которые могуь быть реалилоьж ы на крисьа шг Различия а уьюеце итьтецхьььиьь лшпц ИС на несь альм» катеь рпи МИС СИС, БИС, СВИС (ссютее стяенно малые. среанне, болыььи и сы:рлтьопь шие ИС) Праюнчеакас испол»пление нахольн льс капггории МИС реа.ьидуют праегейпьис юьи люкие прьтбраььояаьь»ььь и сблаынп ун асрсюьногтью лаже с помощью алаоьо иаа лши какого тлг «ню (папримьр, И.НЕ) маша постраиьь юобос ЦУ В аиде СИС яыаьскяьоцл е го.алом е де ьакие схемы ка«яппр ряаиыг реги тр . отьн д ь ф рпоры, сумматоры и т и Нала:ььк штур: СИС ыцжна быть бо.пс и Шькаь и раьиасбразноп, щк лак их униасрсадьнссгь снилшстгьь. В ранапыл с )ъю сганларь нььх ИС ь .ьс оцылаьотся сотни типов БИС С появлением БИС и СБИС схсыы а тысьчами и лаж милпионами л,и сских ыемеигоа стали рлтмеьцаььса иа одном крисьаллг [)ре пам пробпсьа снижения уциаерсальнссьи лля ИС с жеськьи струкьурой обострнлжь, бы чрешы айно пришлось.

бы произеоднть огромное числа типов ИС ари снижении сбьема проиэеодстла каждого из гипсе, что непомерна уныл *ьипа бы нк спьимссп. тек лак лысокие .ьатратьь па ььрагктираяанпгь БИСУСБИ( ° тцоси ись бы к небштььььому объему ил еыпуска Вылод ит ыыннюаега ерш иеаречия был цапле», на цутн переноса гпсццл.пь «ммиролання Паяли ись мпкраь рацсссо мой шр)нгурои шяп команды. алоялши" а его снсшму о. ломгнг (программу) можно рсшеь ра: е мику гьроь,сссше Иьук ь еор». т пом сга аг сея ыаа с ларалгсрь м р ь«леман та цессошаь массонае и1юишодсцю с сао ьи усмон структуроь поьрсгьитшьго пре ышаст. т аа логических блакал меж чктьииениьь,аья лник Г1ромышпсь ность надюш ь л. мож попым ирюком. не;ырссуясь к шл льньлль м программирует струюуру ИС с юьа тш целый сььскгр льегадое проьраммгроьшьня ми кристшьла Цифровая с е сюм,их» Два указанных мстила имеют большие различия.

Микропропессоры рсэяизыот псследоыпелы!ую одра(ютку иг!Лзормагигг, ыгполняя большое чишю отдель ных лейшвий, соотвстствукхаих команлам, то может пе обеслешпь требуемого быстролсйстэил В БИСуСБИС с программируеьюй струк!урод обрзгхпка инфсрмапии праисьолит без разбиения этою шюпесс,г па псслеаовш шпио выполнясьгые эзеьгентарные действия. Задача реп!летел "леликом", ег ьархь! ер спрелехют сгрукгуру усгройшва. Преобразование данных происхглит шгновременно во мгюгих чзсшх устройства. Сзгэкносгь устройства .манею с сложности решаемой задачи, чего нет в микропрспесссриь!х сгктемач, гдг сложность задачи влияет лишь на программу, а не на аппаратные срсгкпм ее выполнении. Такпы образом, БИС/СБИС с программируемод сгруктурой могу! быс ргг рел!азь юлачи, о!сжигать которых ограничена уроянем интнрмэ и микросшм, з микропроцестсрныс средспи — заазчи неограни генной слсаюсс!и ио с мсныпим быстродействием, О(н направ.гения огкрыюют псины~ пг!- спектиаы дзльнейп!ею улучшения тем ико-зкономических по а гл и соз лаваемон на иих аппаратуры С росы м уровня ипюгршпги ИС в проектировании иа их основе все бозыпг уснлиизется аспект, ко~орый можно нзтмс! иг!тетхрелсг!ым прсектировн!и«м Зэлачей разработки станови!та госшюение блоков из с)шишков с!зи лартногс вила путем правилыюго иь соелннсния Успешное п)югкгироааоиг.