СХЕМ ЛАБ РАБОТА_ 6 (Лабораторная работа - ACTIVE-HDL), страница 3
Описание файла
Файл "СХЕМ ЛАБ РАБОТА_ 6" внутри архива находится в папке "LAB_RAB_s_ACTIVE-HDL". Документ из архива "Лабораторная работа - ACTIVE-HDL", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "схемотехника" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "СХЕМ ЛАБ РАБОТА_ 6"
Текст 3 страницы из документа "СХЕМ ЛАБ РАБОТА_ 6"
На рис.5.12. определены два временных параметра, соблюдение которых необходимо для обеспечения правильной работы триггеров синхронных схем.
А) Время предустановки данных Tsu (Tsetup)–минимальный интервал времени перед активным фронтом синхросигнала, в течение которого входной сигнал данных должен быть стабилен.
Б) Время выдержки или удержания данных Th (Thold)–минимальный интервал времени после активного фронта синхросигнала, в течение которого входной сигнал данных должен оставаться стабилен.
Рис.5.12. Необходимые минимальные времена предустановки Tsu и удержания Th данных IN относительно синхросигнала C в D-триггере
Обозначим длительность такта – периода синхросигнала– как Тc. Разделим длительность такта Tc на две части: полезную Tlogic и вспомогательную Tseq.
Вспомогательная часть Tseq– это то время, которое минимально необходимо для правильной работы триггеров .
Для длительности вспомогательной (Tseq ) части такта имеем
Tseq= (Тff + Тsu + Th + Тskew)
Где Тff или Tpd– задержка триггера (Tflip–flop,Trigger Path Delay)
Тsu– необходимое время предустановки сигнала в триггере
Th- время удержания сигнала в триггере
Tskew– разница моментов поступления синхроимпульса на передающий и принимающий регистр.
Доля времени полезной работы (Tl, Tlogic), выполняемой комбинационной частью синхронной схемы определяется соотношением
Тlogic=Тc - Tseq
Чем меньше тактовый период Тс при неизменном Tseq, тем меньше времени остается для срабатывания комбинационной части схемы Тlogic.
Если вернуться к конвейерным схемам, то в неизменном Tseq виден предел роста стадий конвейера.
Если рассматривать вопросы синхронизации в микросхемах БИС, то
дополнительным фактором увеличения вспомогательной доли такта в БИС, производимых с технологическими нормами менее 130 нанометров, является неидентичность экземпляров микросхем. Неидентичность возникает из– за нестабильности технологического процесса изготовления БИС (ограниченная точность литографии и т.п.). В частности необходимо учитывать статический разброс задержек синхросигналов (clock uncertainty) в цепях разводки синхросигналов в различных экземплярах микросхем. Кроме того еще необходимо учесть фактор возможного динамического дрожания синхросигнала (Сlock Jitter) и искажения его формы.
C учетом этих факторов время отводимое на вспомогательную долю такта возрастает:
Tseq= Тff + Тsu + Th + Тskew + T uncertainty,
Из вышесказанного вытекает, повторяем, что по мере увеличения частоты синхросигнала и соответственно, уменьшения времени тактового периода Тс падает доля его полезной части. Для технологии изготовления микросхем с нормой 130 нанометров при тактовой частоте их работы 500 мегагерц доля вспомогательной части такта составляет около 30 процентов, а при частоте 1 гигагерц уже более 40 процентов.
Использование в устройстве или микросхеме областей локальной синхронизации (такт– доменами) позволяет уменьшить долю вспомогательной части такта, определяемую нестабильностью синхросигналов, за счет уменьшения числа каскадов и максимальных длин путей в более коротком дереве разводки локальных синхросигналов. Но возникает проблема передачи данных между такт доменами( Clock domain crossing) которая не всегда просто решается.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Отечественные микросхемы и их зарубежные аналоги
Микросхема серии КР1533 | Задержка Тср макс.в нс |
КР1533ЛИ9- 6 буферных элемента | 9 |
КР1533ЛА3- 4 элемента 2И-НЕ | 10 |
КР1533ЛИ3- 3 элемента 3И | 11 |
КР1533ЛЕ1 – 4 элемента 2ИЛИ-Не | 11 |
КР1533 ЛЛ1- 4 элемента 2ИЛИ | 13 |
КР1533ЛН1- 6 элементов НЕ | 10 |
КР1533ЛИ1- 3 элемента 2И | 10 |
Отечественные микросхемы | Зарубежный аналог | Отечественные микросхемы | Зарубежный аналог | |
Дешифраторы | КР***КП12 | 74***253 | ||
КР***ИД4 | 74***155 | КР***КП13 | 74***298 | |
КР***ИД7 | 74***138 | КР***КП14 | 74***258 | |
КР***ИД14 | 74***139 | КР***КП15 | 74***251 | |
Счетчики | КР***КП16 | 74***157 | ||
КР***ИЕ2 | 74***90 | КР***КП17 | 74***353 | |
КР***ИЕ5 | 74***93 | КР***КП18 | 74***158 | |
КР***ИЕ6 | 74***192 | КР***КП19 | 74***352 | |
КР***ИЕ7 | 74***193 | Логические элементы И-НЕ | ||
КР***ИЕ9 | 74***160А | КР***ЛА1 | 74***20 | |
КР***ИЕ10 | 74***161 | КР***ЛА2 | 74***30 | |
КР***ИЕ11 | 74***162 | КР***ЛА3 (2И-НЕ) | 74***00 | |
КР***ИЕ12 | 74***190 | КР***ЛА4 | 74***10 | |
КР***ИЕ13 | 74***191 | КР***ЛА6 | 74***40А | |
КР***ИЕ18 | 74***163 | КР***ЛА7 | 74***22 | |
КР***ИЕ19 | 74***393 | КР***ЛА8 | 74***01 | |
Регистры | КР***ЛА9 | 74***03 | ||
КР***ИР9 | 74***165 | КР***ЛА10 | 74***12А | |
КР***ИР10 | 74***166 | КР***ЛА12 | 74***37 | |
КР***ИР22 | 74***373 | КР***ЛА13 | 74***38 | |
КР***ИР23 | 74***374 | КР***ЛА21 | 74***1000А | |
КР***ИР24 | 74***299 | КР***ЛА22 | 74***1020А | |
КР***ИР29 | 74***323 | КР***ЛА23 | 74***1003А | |
КР***ИР30 | 74***259 | КР***ЛА24 | 74***1010А | |
КР***ИР32 | 74***170 | Логические элементы ИЛИ-НЕ | ||
КР***ИР33 | 74***573 | КР***ЛЕ1 (2ИЛИ-НЕ) | 74***02 | |
КР***ИР34 | 74***873 | КР***ЛЕ4 | 74***27 | |
КР***ИР35 | 74***273 | КР***ЛЕ10 | 74***1002А | |
КР***ИР37 | 74***574 | КР***ЛЕ11 | 74***33А | |
КР***ИР38 | 74***874 | Логические элементы И | ||
Мультиплексоры | КР***ЛИ1 (2И) | 74***08 | ||
КР***КП2 | 74***153 | КР***ЛИ2 | 74***09 | |
КР***КП7 | 74***151 | КР***ЛИ3 | 74***11А | |
КР***КП11 | 74***257 | КР***ЛИ4 | 74***15А | |
Логические элементы И | Буферный элемент с ОК | |||
КР***ЛИ6 | 74***21 | КР***ЛП17 | 74***1035 |
АЛУ
ИП3 | 74***181 | ИП4 | 74***182 | |
4-х разр. АЛУ | Сх.ускор.переноса |
Окончание табл. П1
Отечественные микросхемы | Зарубежный аналог | Отечественные микросхемы | Зарубежный аналог | ||||
КР***ЛИ8 | 74***1008А | Лог. эл-т 4И-2ИЛИ-НЕ | |||||
КР***ЛИ10 | 74***1011А | КР***ЛР4 | 74***55 | ||||
Логические элементы ИЛИ | Лог. эл-т 2И-2ИЛИ-НЕ | ||||||
КР***ЛЛ1 | 74***32 | КР***ЛР11 | 74***51 | ||||
КР***ЛЛ4 | 74***1032А | Лог. эл-т 3-2-2-3И-4ИЛИ-НЕ | |||||
Логические элементы НЕ | КР***ЛР13 | 74***54 | |||||
КР***ЛН1 | 74***04 (2ИЛИ) | JK-триггеры | |||||
КР***ЛН2 | 74***05 | КР***ТВ6 | 74***107 | ||||
КР***ЛН7 | 74***368 | КР***ТВ9 | 74***112А | ||||
КР***ЛН8 | 74***1004 | КР***ТВ10 | 74***113А | ||||
КР***ЛН10 | 74***1005 | КР***ТВ11 | 74***114А | ||||
Лог. эл-т Исключающее ИЛИ | КР***ТВ15 | 74***109 | |||||
КР***ЛП5 | 74***86 | D-триггеры | |||||
Буферный эл-т с 3-мя сост. | КР***ТМ2 | 74***74 | |||||
КР***ЛП8 | 74***125 | КР***ТМ7 | 74***75 | ||||
Лог. эл-т Исключ. ИЛИ с ОК | КР***ТМ8 | 74***175 | |||||
КР***ЛП12 | 74***136 | КР***ТМ9 | 74***174 | ||||
Буферный элемент | Триггер с раздельным запуском | ||||||
КР***ЛП16 | 74***1034 | КР***ТР2 | 74***279 |
ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ
Помимо представленных в каталогах ПОСОБИЕ и МЕТОДИЧКИ АКТИВ-ШДЛ файлов рекомендуются