Часть1 (1028410), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Он имеет порог переключения из нуля в единицу больший, чем из единицы внуль. При подаче на вывод ОЕ (Output Enable, разрешение выхода) активного низкого уровняна выходах out устанавливаются уровни, соответствующие входным. Если уровень на выводеОЕ высокий, на выходах – Z-состояние. Схема упакована в 20-и выводном корпусе (16 входов-выходов, 2 разрешения и два питания).На рис.2.22, в) показандвунаправленныйбуфер АП6. При высокомуровне на выводе ОЕ стороны А и В разорваны.При подаче на вывод ОЕактивного низкого уровняРис.2.22.
Специализированные КЛС: а) однонаправленный бустороны А и В соединяютфер АП5; б) функ-циональная схема четверки каналов буферася, причем направлениеАП5; в) двунаправленный буфер АП6; г) дешифратор 3х8 ИД7. передачи сигнала зависитот состояние вывода Т.Если на нем высокий уровень, сигнал передается от А к В, иначе, наоборот, от В к А. Схематакже упакована в 20-и выводном корпусе.Дешифратор 3х8 ИД7 (рис.2.22, г) при получении разрешения устанавливает в низкий уровень тот из восьми своих выходов, номер которого соответствует двоичному числу,пришедшему на адресные входы. Чаще всего их применяют в качестве дешифраторов памяти. Адресные входы присоединяются к шине адресов микропроцессора или микроконтрол-60лера.
При обращении к памяти дешифратор выбирает своим активным выводом то устройство, адрес которого выставлен на шине адресов и переводит его в активное состояние. Все этиИС выпускается в ТТЛШ и k-МОП серии.Контрольные вопросы.1. Транзисторно-транзисторная логика и ТТЛ с диодами Шоттки.2. МОП-логика, сравнение с ТТЛ и ТТЛШ..3. Типовые КЛС в САУ, оформление их выходов.4. Специализированные КЛС, назначение, технологические и схемотехнические решения.2.4.
Последовательностные схемыВ основе последовательностных схем, выход которых Y определяется сигналами навходах Х и прошлым состоянием схемы, лежат КЛС, охваченные обратными связями, поэтому все, что ранее было сказано о технологических сериях, оформлении и нагрузочной способности выводов КЛС, относится и к последовательностным (ПС) схемам.Интегральные триггеры. Элементарной ПС является RS триггер, представленный нарис.2.23, рядом приведена таблица его состояний.
Она отличается от таблицы истинностиКЛС (рис. 2.17, г) тем, что при некоторых значениях входных воздействий выход определенпрошлым состоянием. Допустим, после включения на выходе Q установилась единица, тогдана нижнюю ячейку ИЛИ-НЕ придет нуль, и если входыS и R исходно будут в нуле, на выходе Q будет ноль.Это исходное состояние схемы после включения. Здесьтрудно сказать, какое оно будет, все зависит от сравнительного быстродействия ячеек. Состояние входов «единица – единица» здесь запрещено и выход не определен.RS-триггеры выпускаются в интегральном исполнении и носят функциональное обозначение ТР.
Так,Рис.2.23. RS-триггер и его1533ТР2 – четыре RS триггера с инверсными входамитаблица состояний.(активен низкий уровень), выполненных по ТТЛШ технологии, в основе этих триггеров ячейки 2И-НЕ. Попробуйте нарисовать и объяснить работутакого триггера.Асинхронные и синхронные, статическиеи динамические триггеры. Триггеры делят наасинхронные, т.е. переключаемые в любой моментвремени и синхронные, момент переключения которых задается специальным разрешающим входом – входом синхронизации.
Синхронные триггеры бывают статическими, когда разрешение на переключение задается уровнем напряжения на входе синхронизации и динамическими, когда переключение происходит по фронту или спаду сигнаРис.2.24. Схемотехническое обола на входе синхронизации. На основе триггеровзначение (а) и функциональнаястроятсяразличные счетчики, регистры, схемы пасхема одной ячейки (б) статическомятиидр.го регистра ИР22.Регистры. Эти ИС служат в САУ для хранения информации. Их используют, например, для подачи и хранения сигналов дискретногоуправления (ДУ).Схемотехническое обозначение статического регистра ИР22 и функциональная схемаодной его ячейки приведены на рис.2.24, а) и б) соответственно.
Она состоит из статическогосинхронногор D-триггера и тристабильного элемента. Восемь ячеек регистра имеют общиевходы синхронизации и разрешения выхода. Выпускается в серии ТТЛШ и k-МОП. Не трудно догадаться, что запись в регистр осуществляется при низком уровне на входе синхрониза-61ции, но содержимое D-триггеров появляется на выходе только после перевода вывода OE вактивное низкое состояние.Регистр ИР28 является динамическим аналогом ИР22. Запись осуществляется пофронту импульса синхронизации. Для того, чтобы записать информацию, необходимо навходах D выставить требуемые уровни сигналов, затем сформировать отрицательный импульс на входе синхронизации и при его окончании (появлении перехода из нуля в единицу фронте) информация будет переписана в регистр.
Такие регистры удобно подсоединять к типовым микропроцессорам. Линию записи WR микропроцессора, а она активна в низкомуровне, можно непосредственно присоединять к выводу синхронизации С.Схемы памяти. Речь здесь пойдет не о памяти вообще, а об электронных схемах памяти. Память делят на постоянную или масочно программируемую (ПЗУ), репрограммируемую и оперативную. В постоянное или масочно программируемое ПЗУ программный кодзашивается в процессе его производства и изменен быть не может. Такие ИС применяют дляустройств массового применения при стабильной программе выпуска. В САУ технологическим оборудованием ПЗУ применяют редко.Репрограммируемые постоянные запоминающие устройства РПЗУ программируютсяу пользователя.
Основу современных РПЗУ составляет МОП транзистор с плавающим затвором (рис.2.25). Плавающий затвор никуда не присоединен и находится в слое окисла под основным управляющим затвором.При подаче на управляющий затвор положительного напряжения около 20…25 В, электроны с подложки диффундируют через изолятор (окись кремния SiO2) и собираются на плавающем затворе. При этом их электрическое полеплавающий затвор алюминиевыйблокирует действие управляющего затвора и совыводзатворизоляторстояние МОП-транзистора уже изменить нельзя,он все время будет закрыт. Заряд на плавающемзатворе сохраняется десятилетия и все это времяppnсхема памяти будет хранить записанный в нееистокстоккод.подложкаканалДля стирания информации необходимоснятьзарядс плавающего затвора. Это делаютРис.2.25. Топология МОП транзидвумя способами – облучением кристалла ультстора с плавающим затвором.рафиолетовым излучением, либо подачей наподложку положительного напряжения относительно управляющего затвора.Для того чтобы ультрафиолетовое излучение попало на окисел, вкорпусе ИС над кристаллом делают кварцевое окошко, прозрачное дляультрафиолетовых волн.
Около двадцати минут под ультрафиолетовойлампой – и схема все забыла. Стирать можно только все сразу. Запись информации осуществляется побайтно. Причем время записи составляет ужене десятки наносекунд, как у схем статического ОЗУ, которые мы рассмотрим далее, а миллисекунды. При емкости памяти десятки и сотни килобайт это уже заметное время. Программирование проводят в специальных программаторах, для чего схема должна выниматься из платы, поэтому такие РПЗУ размещают в специальных колодках. Схемы с ультрафиолетовым стиранием носят индекс РФ.
Схемотехническое обозначение ИСс ультрафиолетовым стиранием приведено на рис.2.26.Рис.2.26. СхемоДля считывания информации необходимо задать адрес ячейки,техническое обозатем выбрать кристалл, активизировав вывод CS , и подать разрешезначение ИС сультрафиолетовымние выдачи OE . Содержимое адресуемой ячейки появится на выводахстиранием.D0…D7.Существуют однократно программируемые схемы, у них прозрачное окошко отсутствует, поэтому они значительно дешевле.62Схемы с электрическим стиранием информации обозначают символами РЕ, они построены сходно со схемами с ультрафиолетовым стиранием. Оно также проводится по всейсхеме, либо блоками путем подачи повышенного напряжения на подложку.
Стирание, как ипрограммирование проводится в специальном программаторе и сопряжено с выемкой схемыиз платы.Стремление упростить процесс перепрограммирования РПЗУ привело к созданиюфлешпамяти. В основе также транзистор с плавающим затвором, однако, окисел под нимстоль тонок (порядка ста нанометров), что пяти вольт достаточно, чтобы плавающий затворзарядился. Схема флешпамяти может программироваться непосредственно на плате, но дляэтого нужна специальная программа, многократно записывающая информацию в ячейки.Стирание также производится блоками, либо всей схемы целиком, но, в отличие от электрически стираемого РПЗУ, непосредственно на плате.Сейчас флешпамять – широко распространенный элемент, к которому все давно привыкли. На схемах флешпамяти выполняют флешдиски, все активнее вытесняющие обычные дисковые накопители, особенно в системах управления. Здесь обычно не требуется хранить исключительно большие объемы информации, но требуется повышенная надежность.
Особенно флешдиски выигрывают при использовании в подвижных объектах, в которых гироскопический эффект обычных дисковых накопителей приводит к повышенным нагрузкам на опоры.Циклы стирания РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации сопряжены с облучением окисла и накапливанием в нем дефектов.
При записи диффузия электронов черезокисел также не проходит бесследно для его качества. Поэтому первые РПЗУ не выдерживали более десяти циклов перезаписи. Число циклов перезаписи для схем флешпамяти составляет уже сотни тысяч. На первый взгляд это очень много, но, если флешпамять эмулируетдиск, может оказаться не достаточно. Операционная система может достаточно активно использовать и нагружать дисковое пространство.Разработаны специальные операционные системы, ориентированные на применение нафлешдисках.
Это флешДОС, специальные версии Neutrino и другие. Они равномерно загружают все дисковое пространство, не создавая временные файлы в одной и той же области.Схемы оперативной памяти ОЗУ или памяти с произвольным доступом (RandomMemory Access RAM) бывают статические и динамические. Основу ячейки динамической памяти составляет сформированный на кристалле конденсатор, заряд на котором, если он есть,должен с некоторой периодичностью обновляться. Наличие или отсутствие заряда на конденсаторе и идентифицирует ноль или единицу. Схемыдинамической памяти и формируют основной массив памяти современныхперсональных компьютеров.
Мы много слышим о новых разновидностяхэтой памяти, о схемах, позволяющих совмещать чтение и запись, многопортовых ОЗУ и т.п. Но в системах управления стараются применять болеенадежное статическое ОЗУ, ячейки которых устроены так же, как ячейкарегистра, представленная на рис. 2.24, б). При той же стоимости, динамические ОЗУ на порядок и более объемны, или, при том же объеме – на порядок и более дешевы.Схемотехническое обозначение статического ОЗУ на два килобайтаприведенона рис.2.27.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
