Гл2_06 (1031609), страница 9
Текст из файла (страница 9)
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 нагрузочнойспособности выводов КЛС, относится и к последовательностным схемам.А.
Интегральные триггерыЭлементарной ПС является RS триггер, представленный на рис. 2.35, рядом приведена таблица состояний.Она отличается от таблицы истинности КЛС (рис. 2.29)тем, что при некоторых значениях входных воздействий1Qвыход определен прошлым состоянием. Допустим, послеSвключенияна выходе Q установилась единица, тогда наРис. 2.35.нижнюю ячейку ИЛИ-НЕ придет нуль, и если входы S и Rисходно будут в нуле, на выходе Q` будет ноль. Это исходное состояние схемы послевключения.
Здесь трудно сказать, какое оно будет, все зависит от сравнительного быстродействия ячеек. Состояние входов «один – один» здесь запрещено и выход не определен.RS триггеры выпускаются в интегральном исполнении и носят функциональноеобозначение ТР. Так, 1533ТР2 – четыре RS триггера с инверсными входами (активен низкий уровень), выполненных по ТТЛШ технологии, в основе этих триггеров ячейки 2И-НЕ.Попробуйте нарисовать и объяснить работу такого триггера.Асинхронные и синхронные, статические и динамические триггеры. Триггерыделят на асинхронные, т.е.
переключаемые в любой момент времени 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, когдапереключение происходит по фронту или спаду сигнала на входе синхронизации.На рис.
2.36 изображен D-триггер или запоминающая ячейка. D-триггер не можетбыть асинхронным. В этом случае он превраDTQDTQDTQDTQщается в простой повторитель. На рис. 2.36,а)CCCCон статический, переключаемый при высокома)б)в)г)уровне или для краткости – высоким уровнемРис. 2.36.сигнала синхронизации, на рис. 2.36,б) – статический, переключаемый низким уровнем, на рис. 2.36,в) – динамический, переключаемый фронтом сигнала синхронизации.
Завершает комбинацию динамический D-триггер,переключаемый при спаде сигнала синхронизации.Очевидно, Вы знакомы с различными типами триггеров: счетчиками, JK-триггерами.Как отдельные ИС малой степени интеграции в САУ эти элементы сейчас практически неупотребляются и интересны нам, как основа построения регистров и ячеек памяти.R 1QR0011S Q Q0 Q i-1 Q i-11 1 00 0 11 ЗапрещеноБ. РегистрыРегистр ИР22 представляет из себя восьмиразрядный регистр на статическихD-триггерах с тремя состояниями выхода. Статические триггеры иногда называюттриггерами с потенциальным входом синхронизации. Его схемотехническое обозначение и функциональная схема одной ячейки приведена на рис.
2.37,а) и б) соответственно. Восемь параллельных ячеек имеют общие входы синхронизации и разрешения выхода. Выпускается в серии ТТЛШ и k-МОП. Не трудно догадаться, что запись в регистр осуществляется при низком уровне на входе синхронизации, но содержимое Dтриггеров появляется на выходе только после перевода вывода ОЕ` в низкое состояние.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н.
Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru84Регистр ИР28 является динамическим аналогом ИР22. Запись осуществляется по фронту импульса синхронизации. Для того, чтобы записать инфорQi мацию, необходимо на входах D выставить требуемые уровни сигналов, затем сформировать отрицательный импульс на входе синхронизации и при егоокончании (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 низком уровне, можно непосредственно присоединять к выводу синхронизации С.D RG Q00Di D T1122C3344C55OE6677б)Ca)OEРис. 2.37.В. Схемы памятиРечь здесь идет 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 код зашивается в процессе его производства и изменен быть не может. Такие ИС применяют для устройств массового применения при стабильной программе выпуска. В САУ технологическим оборудованием ПЗУ применяют крайне редко.EPROMРепрограммируемые постоянные запоминающие устройства РПЗУ программируются у пользователя. Основу современных РПЗУ составляет МОП транзистор с плавающим затвором (рис. 2.38). Плавающий затвор никуда не присоединен и находится вслое окисла под основным управляющим затвором.плавающий затворзатворстокизоляторПри подаче на управляющий затвор положительногоистокнапряжения около 20…25 В, электроны с подложкидиффундируют через изолятор (окись кремния SiO2)ppnи собираются на плавающем затворе.
При этом ихэлектрическое поле блокирует действие управляющеподложкаканалго затвора и состояние МОП-транзистора уже измеРис. 2.38.нить нельзя, он все время будет закрыт. В то время,как МОП транзисторы с незаряженным плавающим затвором управляются (открываютсяи закрываются).
Заряд на плавающем затворе сохраняется десятилетия и все это времясхема памяти, составленная из МОП транзисторов с плавающими затворами будет хранить записанный в нее код.Для стирания информации необходимо снять заряд с плавающего затвора. Это делают двумя путями – облучением кристалла ультрафиолетовым излучением, либо подачейна подложку положительного напряжения относительно управляюA0D0A1D1щего затвора.D2A2Для того чтобы ультрафиолетовое излучение попало на окисел,D3A3D4A4в корпусе ИС над кристаллом делают кварцевое окошко, прозрачноеD5A5D6A6для ультрафиолетовых волн. Около двадцати минут под ультрафиолеD7A7товой лампой – и схема все забыла.
Стирать можно только все сразу.A8A9Запись информации побайтно. Причем время записи составляет ужеA10недесятки наносекунд, как у схем статического ОЗУ, которые мыUPRрассмотрим далее, а миллисекунды. При емкости памяти десятки иOE5V0VCSсотни килобайт это уже заметное время. Программирование проводятв специальных программаторах, для чего схема должна выниматьсяРис. 2.39.из платы, поэтому такие РПЗУ размещают в специальных колодках.Схемы с ультрафиолетовым стиранием носят индекс РФ. Схемотехническое обозначениеИС с ультрафиолетовым стиранием приведено на рис.
2.39.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru85Для считывания информации необходимо задать адрес ячейки, затем выбрать кристалл, активизировав вывод CS` и подать разрешение выдачи ОЕ`. Содержимое адресуемой ячейки появится на выводах D0…D7.Существуют однократно программируемые схемы, у них просто прозрачное окошко отсутствует, поэтому они значительно дешевле.Схемы с электрическим стиранием информации обозначают символами РЕ, онипостроены сходно со схемами с ультрафиолетовым стиранием. Оно также проводится повсей схеме, либо блоками путем подачи повышенного напряжения на подложку.
Стирание, как и программирование проводится в специальном программаторе и сопряжено свыемкой схемы из 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 затвор зарядился. Схема флешпамяти может программироваться непосредственно на плате,но для этого нужна специальная программа, многократно записывающая информацию вячейки. Стирание также производится блоками, либо всей схемы целиком, но, в отличиеот электрически стираемого РПЗУ, непосредственно на плате.Сейчас флешпамять – широко распространенный элемент, к которому все давнопривыкли. На схемах флешпамяти выполняют флешдиски, все активнее вытесняющиеобычные 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, вкоторых гироскопический эффект обычных дисковых накопителей приводит к повышенным нагрузкам на опоры.Циклы стирания РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации сопряжены соблучением окисла и накапливанием в нем дефектов. При записи диффузия электроновчерез окисел 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 эмулирует диск, может оказаться не достаточно.
Операционная система может достаточно активно использовать и нагружать дисковое пространство.Разработаны специальные операционные системы, ориентированные на применение на флешдисках. Это флешДОС, специальные версии Neutrino и другие. Они равномерно загружают все дисковое пространство, не создавая временные файлы в одной и тойже области.RAMСхемы 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
