TECH_ZA (Процессор для ограниченного набора команд часть 1 (7) ( [Курсовая]))
Описание файла
Документ из архива "Процессор для ограниченного набора команд часть 1 (7) ( [Курсовая])", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "информатика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "информатика, программирование" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "TECH_ZA"
Текст из документа "TECH_ZA"
4. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА
РОН и ИАЛУ
4.1 Выбор и обоснование элементной базы
Выбор элементной базы производится исходя из задания на разработку, то есть исходя из основного назначения и критерия на проектирование.
Для конкретного выбора элементной базы необходимо рассмотреть несколько различных серий. Наиболее широкое распространение в современной аппаратуре получили серии микросхем ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ и схемы на КМОП-структурах. Опыт показал, что эти цифровые микросхемы отличаются лучшими электрическими параметрами, удобны в применении, имеют более высокий уровень интеграции и обладают большим функциональным разнообразием. На основании вышесказанного составим сравнительную таблицу некоторых электрических параметров этих серий.
Таблица 4.1
| Наименование параметра | ТТЛ | ТТЛШ | ЭСЛ | КМОП |
| Потребляемая мощность, мВт | 5-40 | 1-19 | 25-70 | 0,0025 на 1 МГц |
| Задержка распространения сигнала при включении, нс | 9-70 | 5-20 | 1,3-2,9 | 3,5-45 |
| Задержка распространения сигнала при выключении, нс | 9-70 | 4,5-20 | 1,3-2,9 | 3,5-45 |
| Диапазон рабочих температур, °С | -60... +125 | -60... +125 | -10... +75 | -40... +125 |
| Напряжение питания, В | 5±10% | 5±10% | -5,2±5% | 10±10% |
| Выходное напряжение низкого уровня, В | 0,4 | 0,4-0,5 | -0,81... -1,02 | 0,3-2,9 |
| Выходное напряжение высокого уровня, В | 2,4 | 2,5 | -1,62... -1,85 | 7,2-8,2 |
| Нагрузочная способность | 10 | 10-30 | 10 | 50 |
| Частота переключения триггеров, МГц | До35 | до130 | до300 | До125 |
| Помехоустойчивость, В | 0,4 | 0,3-0,4 | 0,12-0,15 | 1,5 |
| Работа переключения (Р*t), nДж | 30-100 | 4-57 | 30-50 | 0,008-0,1 |
| Входной ток низкого уровня, мА | -0,1...-2 | -0,1...-2 | 0,25-3 | -5*10-5 |
| Входной ток высокого уровня, мА | 0,02-0,04 | 0,02-0,05 | 0,5мкА | 0,05мкА |
Проанализировав таблицу и сопоставив данные заданием , можно сказать, что для курсового проекта отдадим предпочтение более быстродействующим сериям ТТЛШ и ЭСЛ, КМОП. Недостатком ЭСЛ является их повышенная потребляемая мощность. Отметим также, что цифровые микросхемы ТТЛШ остаются основой построения вычислительных устройств, а также эта серия отличается наибольшим диапазоном выбора микросхем. Широкое применение получили микросхемы, в которых используются диоды и транзисторы с эффектом Шотки. Использование диодов Шотки позволило уменьшить потребляемую мощность и время задержек. К достоинствам ТТЛ микросхем можно отнести высокий уровень схемно-технологической отработанности, и, как следствие, высокий процент выхода годных микросхем. Также микросхем ТТЛШ отличает широкий функциональный набор элементов.
Рассмотрим сравнительные характеристики для микросхем типа ТТЛШ для более детального их изучения.
Таблица 4.2
| Наименование параметров | 533, 555 | 530, 531 | 1533 | 1531 |
| Входной ток низкого уровня, мА | -0,4 | 2 | -0,2 | -0,6 |
| Входной ток высокого уровня, мА | 0,02 | 0,05 | 0,02 | 0,02 |
| Выходное напряжение низкого уровня, В | 0,4 | 0,5 | 0,4 | 0,5 |
| Выходное напряжение высокого уровня, В | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| Выходной ток низкого уровня, мА | 4 | 20 | 4 | 20 |
| Выходной ток высокого уровня, мА | -0,4 | -1 | -0,4 | -1 |
| Нагрузочная способность | 10 | 10 | 10 | 30 |
| Задержка распространения сигнала при включении, нс | 20 | 5 | 4 | 2,7 |
| Задержка распространения сигнала при выключении, нс | 20 | 4,5 | 4 | 2,7 |
| Помехоустойчивость, В | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,3 |
| Частота переключения триггеров, МГц | 25 | 75 | 30 | 100 |
| Uпит max, B | 5,5 | 6 | 6 | 6 |
| Uвх max, B | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
| Uвх min, B | -0,4 | -0,4 | -0,4 | -0,4 |
| Напряжение питания, В | 5±10% | 5±10% | 5±10% | 5±10% |
| Потребляемая мощность, мВт | 3,8 | 19 | 1 | 4 |
| Температура, °С | -60…+125 (1533,530,М530,1531) -10…+70 (К555,КП531,КР1533,КР1531) | |||
Анализируя таблицу ТТЛШ серий, скажем, что для проектирования узлов взяты наиболее быстродействующие микросхемы КР531 и 1531, а также маломощные, серии 533 и 1533.
4.2 Используемые цифровые микросхемы и их параметры
4.2.1 1533ИР34 - два четырехразрядных буферных регистра с третьем Z - состоянием. Каждый из регистров имеет четыре входа и четыре выхода, вход сброса R и выход разрешения вывода ЕО. Когда на вход разрешения записи РЕ подано напряжение высокого уровня, то данные со входов D проходят на выход Q, если на выводе 
действует низкий уровень напряжения, а на входе 
- высокий.
Таблица состояний
| Входы | Выход | |||
|
|
| РЕ | D | Q |
| 1 | х | х | x | Z |
| 0 | 0 | х | х | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | x | Q0 |
|
| 24 - питание 12 - общий Технические параметры: Рпот =150мВт t1.0зд.р. не более 22 нс t0.1зд.р. не более 15 нс |
4.2.2 КР531ИД14 - два дешифратора-демультиплексора. Имеется два адресных входа А0 и А1. Если дешифратор работает в режиме демультиплексора, то вход разрешения ЕО принимает данные.
Таблица состояний
| Входы | Выходы | |||||
|
| А0 | А1 |
|
|
|
|
| 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 1 | 0 | 0 | 1 | |||
| 0 | 1 | 0 | 0 | |||
| 1 | 1 | 0 | 1 | |||
| 0 | 0 | 1 | 0 | |||
| 1 | 0 | 1 | 1 | |||
| 0 | 1 | 1 | 0 | |||
| 1 | 1 | 1 | 1 | |||
|
| 16 - питание 8 - общий Технические параметры: Рпот =450мВт t1.0зд.р. не более 12 нс t0.1зд.р. не более 15 нс |
4.2.3 533ИМ6 - четырехразрядный полный двоичный сумматор с ускоренным переносом. Сумматор принимает два четырехразрядных слова по входам А0…А3 и В0…В3, а по входу Сn сигнал входного переноса. Сумма разрядов входных слов появляется на выходах S0…S1. На выходе Сn+1 выделяется сигнал выходного переноса. В состав сумматора входит схема ускоренного переноса.
|
| 16 - питание 8 - общий Технические параметры: Рпот =170мВт t1.0зд.р. не более 24 нс t0.1зд.р. не более 24 нс |
4.2.4 КР531КП11 - четыре одинаковых двухвходовых мультиплексора MSa…MSd, имеют вход - разрешение выходным данным. Каждый из четырех мультиплексоров имеет по два входа данных I1 и I2. Для их выбора служит вход адреса данных.
