Электронные лекции (1063883), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Если на один из входов будет подан 0, то сигнал с другого входа будет иметь прямой вид; если подается 1, то сигнал - инверсный (обратный).
Логическая функция | Схематическое изображение | Схема на основе И-НЕ | Схема на основе ИЛИ-НЕ |
Инвертер | |||
И | |||
ИЛИ | |||
ИЛИ-НЕ |
| ||
М2 (исключающее ИЛИ) |
|
| |
М2 (исключающее ИЛИ-НЕ) |
|
|
ЛЕКЦИЯ №3
Ф изическое проектирование в сериях интегральных микросхем
Серия – группа микросхем, выполненных по одинаковой или близкой технологии, имеющие сходные характеристики и предназначенные для совместной работы в составе цифровой аппаратуры.
Микросхемы имеют корпуса двух типов в зависимости от типа выводов:
В зависимости от количества транзисторов, либо базовых элементов – вентилей, различают:
-
Малой степени интеграции ~ 10 вентилей (МИС)
-
Средней степени интеграции ~ 100-200 вентилей (СИС)
-
Большой степени интеграции ~ 1К-10К (1К=1024) вентилей (БИС)
-
Сверхбольшой степени интеграции ~ 1М и более вентилей (СБИС)
Микросхемы с программируемыми структурами называются ПЛИС.
ЛЕКЦИЯ №4
МИКРОПРОЦЕССОРЫ (МП)
Обеспечение универсальности БИС и СБИС достигается за счет программирования, в МП – это процесс во времени, а в ПЛИС – в пространстве.
В
зависимости от выполняемых функций серии ИМС делятся на группы, которые делятся на подгруппы виды типонаминалы.
ПОДГРУППА | ВИД | ТИПОНАМИНАЛ | ||
Наименование | Обозначение | Наименование | Обозначение | |
Генератор | Г | Гармонических колебаний | С | ГС |
Прямоугольных импульсов | Г | ГГ | ||
Преобразователь | П | ЦАП | А | ПА |
АЦП | В | ПВ | ||
Логический элемент | Л | И-НЕ | А | ЛА |
ИЛИ-НЕ | Е | ЛЕ | ||
НЕ | Н | ЛН | ||
Триггеры | Т | RS | Р | ТР |
JK | В | ТВ | ||
T | Т | Т | ||
D | М | ТМ | ||
Узлы | И | Шифратор | В | ИВ |
Дешифратор | Д | ИД | ||
Счетчик | Е | ИЕ | ||
Регистр | Р | ИР | ||
Сумматор | М | ИМ | ||
Наборы Радио Элементов | Н | Резистор | Р | НР |
Конденсатор | Е | НЕ | ||
Транзистор | Т | НТ |
.
ЛЕКЦИЯ №4
К лассификация по типу технологии (по типу базового элемента)
-
ТТЛ (ТТЛШ) – транзисторно-транзисторная логика; ДТЛ (диод-) РТЛ (резистор-)
* Ш - с диодами Шоттки, позволяет ускорить быстродействие.
-
КМОП (КМДП) – комплементарные пары
-
ЭСЛ – эмиттерно-связанная логика
-
ИИЛ – индукционно-инжекционная логика
ПАРАМЕТР | ТЕХНОЛОГИЯ | |||||
ТТЛ | ТТЛШ | КМДП | ||||
134 | 135/155 | 530/531 | 533/555 | 164/176 | 564/561 | |
Типовое среднее время задержки, t3, мс | 80 | 20 | 5 | 20 | 200 | 200 |
Средняя потребляемая мощность, Рср, мВт | 2 | 20 | 35 | 4 | 0.0015 | 0.0007 |
Частота переключения, f, МГц | 3 | 10 | 30 | 10 | 1 | 2 |
4х(2И-НЕ) | ЛЕ1 | ЛА3 | ЛА3 | ЛА3 | ЛА7 | ЛА7 |
4х(2ИЛИ-НЕ) | НЕТ | ЛЕ1 | ЛЕ1 | ЛЕ1 | ЛЕ5 | ЛЕ5 |
4х(М2) | НЕТ | ЛП5 | ЛП5 | ЛП5 | ЛП2 | ЛП2 |
Напряжение питания (логические уровни) | 0~0В 1~5В | 0~0В 1~5В | 0~0В 0~5В | 0~0В 0~5В | 0~0В 1~9В | 0~0В 1~15В |
.
ЛЕКЦИЯ №4
-
ТТЛ и ТТЛШ обладают средними характеристиками по быстродействию и потребляемой мощности.
-
КМДП обладает меньшим быстродействием по сравнению с ТТЛ, однако, потребляемая мощность в разы меньше. КМДП могут работать в широком диапазоне питания, в отличие от ТТЛ, где он четко задан.
-
ТТЛ и ТТЛШ можно совместно использовать, но с осторожностью из-за разных уровней питания
-
ТТЛ и КМДП совместно использовать нельзя.
Использование букв и цифр в обозначении
КР 155 – пластмассовый корпус
К 155 – температурный режим ~ -10оС - +70оС
КМ 155 - температурный режим ~ -45оС - +85оС
155 - № серии; следующие три символа - подгруппа и вид МС
Пример: К155ЛА3; К561ЛА7.
Основные параметры и характеристики ИМС
Параметр – выражается значением: статические и динамические
U’, U, U’вых, Uвых, U’вх Uвх, Uпор – значение, при котором МС переключается
Потребляемая мощность
статическая динамическая
ЛЕКЦИЯ №4
Динамические параметры:
-
время переключения из 0 в 1 и из 1 в 0 ( t01 и t10)
-
время задержки переключения (tзр01 и tзр10)
Пример на И-НЕ:
Технически МС выполняют так, что tзр01 и tзр10 разные, обычно берется среднее значение
Характеристики логических элементов
ВХОДНАЯ
ЛЕКЦИЯ №4
ВЫХОДНАЯ
ПЕРЕДАТОЧНАЯ
Аксиомы, тождества и законы алгебры логики
x=0; x≠1 1 v 1 = 1 0 Λ 0 = 0 0 v 1 = 1 1 v 0 = 1 0 = 1
x
=1; x≠0 0 v 0 = 0 1 Λ 1 = 1 1 Λ 0 = 0 0 Λ 1 = 0 1 = 0
В ывод: если поменять 0 на 1, V на Λ, сущность их не изменится это иллюстрирует принцип двойственности алгебры логики.
ЛЕКЦИЯ №5
x+0=x х*0=0 (*) – тождество, исключение 3-го из 2-х
x+1=1 х*1=1 противоположных высказываний
x+x=x х*x=x только 1 истинно.
x+x=1 (*) х*x=0 (**) (**) – тождество противоречия
Законы:
I. переместительный x1+х2=x2+х1
II. сочетательный а) (x1+х2)+х3 =x1+(х1+х3)
б) (x1*х2)*х3 =x1*(х1*х3)
III. распределительный а) (x1*х2)+х3= x1*х2+ x1*х3
б) x1+х2*х3= (x1+х2)+ (x1+х3)
Доказательство:
х1=х1(1+х2+х3)*х1=x1*x1
х1+x2*х3=х1(1+х2+х3)+х2*х3=х1*х1+х1*х2+х1*х3+х2*х3=(x1+х2)+ (x1+х3)
-
поглощение а) x1+х1*х2=х1
б) x1*(х1+х2)=х1
Доказательство:
х1+х1*х2=х1(х1+х2)=х1
х1(х1+х2)=х1*х1+х1*х2=х1+х1*х2=х1(1+х2)=х1
V . склеивания а) х1*х2+х1*х2=х1
б) (x1+х2)*(х1+х2)=х1
Д оказательство:
ЛЕКЦИЯ №5
х
1*х2+х1*х2=х1(х2+х2)=х1
(
х1+х2)*(х1+х2)=х1*х1+х1*х2+х1*х2=х1(1+х2+х2)=х1
VI. отрицание (инверсия Де Моргана)