~4 (Выборочные ответы к государственному экзамену факультета ВМС специальности 2201)

Билет №1 вопрос №1

Понятие о системах элементов. Состав системы элементов. Функциональные наборы логических элементов.

Системой или (комплексом , серией) логических элементов ЭВМ называется предназначенный для построения цифровых устройств, функционально полный набор логических элементов, объединяемый общими электрическими, конструктивными и технологическими параметрами, использующий одинаковый способ представления информации и одинаковый тип межэлементных связей. Система элементов чаще всего избыточна по своему функциональному составу, что позволяет строить схемы, более экономичные по количеству элементов. (Состав) Системы элементов содержат элементы для выполнения логических операций,а также элементы для усиления и, восстановления и формирования стандартной формы сигналов. В настоящее время применяют в основном системы логических элементов с потенциальным способом представления информации (потенциальные системы логических элементов). Элементы представляют собой микро миниатюризированные электронные схемы, сформированные в кристалле кремния посредством специальных технологических процессов. В большинстве современных серий в качестве типовых используются элементы выполняющие логические операции, такие как И-НЕ,ИЛИ-НЕ,И-ИЛИ,И-ИЛИ-НЕ и др. триггеры и, кроме того, сложные функциональные элементы, представляющие собой узлы ЭВМ. Основными параметрами системы логических элементов являются: питающие напряжения и сигналы для представления логического нуля и единицы, коэффициенты объединения по входам И и ИЛИ, нагрузочная способность (коэффициент разветвления по выходам) помехоустойчивость, рассеиваемая мощность , быстродействие. Для логических элементов указывается полярность и уровни входного и выходного сигналов. В дальнейшем будем считать 0 – низкий уровень, 1 высокий уровень если не оговорено обратное. Коэффициент объединения по входу определяет максимально возможное число входов логического элемента. Увеличение числа входов связано с усложнением схемы элементов и привод к ухудшению других параметров элемента. Коэффициент разветвления по выходу показывает, на сколько входов логических элементов может быть одновременно нагружен выход данного логического элемента. Помехоустойчивость. Помехой называется нежелательное электрическое воздействие (напр. Пульсации напряжения питания и т.д.) на логический элемент, которое может привести к искажению преобразуемых и хранимых данных. Помехоустойчивость есть способность элемента правильно функционировать при наличии помех, она определяется максимально допустимым напряжением помехи, при котором не происходит сбоя в его работе. Быстродействие логических элементов является одним из важнейших параметров и характеризуется средним временем задержки распространения сигнала t _з.ср.= (t_з.1 + t_з.2.)/2 , где t_з.1 и t_з.2 – задержка выходного сигнала относительно фронта и спада входного сигнала. Большинство систем интегральной логики принадлежит к потенциальной системе. Их принято классифицировать по типу компонентов, на которых реализуется логические функции. Основные, часто употребляемые типы интегральных элементов: потенциальные элементы транзисторно – транзисторной логики (ТТЛ), потенциальные элементы транзисторной логики с эмиттерными связями (ЭСЛ) и элементы на МОП – транзисторах.