Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 198
Текст из файла (страница 198)
Описание микросхем такого рода можно найти на !УеЬ-сайте фирмы Техаз 1пзпцшепзз, осуществляя поиск по ключевому слову "чч!деЬцз". Разнообразные сведения о технических характеристиках схем, об их применении и другую информацию вы найдете также на сайтах фирмы Мо!ого!а (ххх.мог. сои), Га!гсййд Яеппсопдпс!ог (ххх. гадгоЬ11с!яеж1. оо»з) и РЫйрз Яеш!сопдпс!ог (ххх. рЬ111ря1одуо. сот). Развитие в мире цифровой электроники происходит настолько быстро, что у меня иногда возникает желание начать писать романы и повести; тогда мне не нужно было бы каждые несколько лет переписывать заново те разделы этой книги, где речь идет о практической разработке цифровых устройств.
К счастью, значительное место в моей книге занимают теоретические вопросы, не претерпевающие изменения («принципы»), и данная глава не является исключением. Об источниках опасности в логических схемах известно, по крайней мере, с 50-х годов; функциональные источники опасности рассмотрены в книге Мак-Класки Принципы логаческага проектирования (Едччагд 1. МсС1ця!сеу, 6а8!с !)вв!8л Рг!пс!р!вв. Ргепйсе На!1,! 986). Конечные поля были придуманы почти два столетия назад; с их применением в кодах, исправляющих ошибки, а также в теории регистров сдвига с линейной обратной связью можно ознакомиться по книгам, служащим введением в теорию кодирования, в частности, по книге Майкельсона и Левека Методы контроля ошибок в цифровой связи (А. М.
М!сйе!яоп апд А. Н. ! ечезцце. Еггаг-Сан!го! Твс!зпи)иез !ог !7!8!га! Соттитсайал. 1ч!1еу-1пгегяс!енсе, 1985). В течение ряда лет развивается математическая теория разбиения конечных автоматов; этой теме посвящена глава в классической книге Кохави Теория переключений и конечные автоматы (Хч! Койагй Яхггсйгн8 анг! Ггн!гв Аигатага Т!гааги зесопд ед!!1оп. МсОгачч-Н01, 1978). Но давайте вернемся к более прозаическим вещам. Как упоминалось в разделе 8.4.5, некоторые ПЛУ и ИС типа СР!.П содержат структуры ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, позволяющие создавать многоразрядные счетчики, обходясь небольшим числом термов-произведений.
Для этого требуется несколько более глубокий анализ уравнений возбуждения счетчика, приведен- 908 Глава 8. Практическая разработка схем последовательной логики ный в параграфе 10.5 во втором издании данной книги. Этот материал можно найти также на ч«еЬ-сайте чпччг. с!с!рр . соль Разброс задержек тактового сигнала и многофазное тактирование в самом общем виде рассмотрены в книге Мак-Класкн Принципы логического про«к тирования. Поучительное рассмотрение этих вопросов применительно к схемам на основе СБИС можно найти в книге Мида и Конвея Введение в вист«иы СВИС (Сагчег Меам апг! 1.упп Спич«ау. 1пггойисг1оп го Чьй Вгвгвтв.
А<И!зоп Фев!еу, 1980). Авторы этой книги вводят также важное понятие саиосихронизирукпцихся систем !в«1~-'11тво! вутетв), в которых нет системного тактового сит нала и каждому логическому элементу позволено функционировать в своем темпе, Отдавая должное Миду и Конвею, заметим все же, что весь материал, относящийся к синхронизации, включая знаменитое обсуждение метастабильности, находится в главе 7, написанной Сейтцом !СЬаг1ез !.. Бейл). Чейни 1ТЬошаз 1. СЬапеу) потратил десятилетия на изучение проблемы мета- стабильности, и у него много публикаций на эту тему. В одной из его наиболее значительных работ «Экспериментальное исследование реакции триггера на переключение в предельных условиях» ("Меазогег) Гйр-Г)ор Кезропзез го Магй!па1 Тпййег!п8".
1ЕЕЕ Тгапг. Сотриг., 'чго1. С-32, Хо. 12, РесегпЬег 1983, рр. 1207-1209) приводятся некоторые из результатов, представленных в табл, 8.35, Работа Клеемана н Кантони «О неизбежности метастабильности в цифровых системах» 1!лткЬау К)еегпап апб Ап!опю Сап!оп!. «Оп !Ье !)пачоЫаЫ!йу оГ МегазшЫе Вейач!от !о Р!8!ш1 Буз!егпз», 1ЕЕЕ Тгапз. Сотри~., Ъо!. С-36, 14о. 1,3аппагу 1987, рр. ! 09-112) рассчитана на чита~елей с математическими наклонностями; ее название говорит само за себя. Те же авторы ставят вопрос: «Можно ли за счет избыточности и маскирования улучшить харакгеристики синхронизнрующих устройств?» ("Сап Кедппг!апсу апд МазЫп8 1гпргоче Гйе РегГоппапсе об Бупсйгоп!хегзТ' 1ЕЕЕ Тгапз.
Сотри(,, 'чо!. С-35, Ыо. 7, 1п)у 1986, рр. 643-646); в указываемой статье они дают ответ: «Нет», но отзыв рецензента заставил нх изменить свою точку зрения на «Может быть». Скорее всего, они сами пребывали в состоянии метастабильности! В дальнейшем ни авторы, ни рецензент не конкретизировали своей точки зрения, поэтому очевидный ответ на заданный вопрос; «Нет»! В любом случае, статьи Клеемана и Кантони содержат хороший перечень ссылок на основные работы по метастабильности. Самый полный указатель на ранние исследования в области метастабнльности (правда, без упоминания греческих философов и группы Речо) имеется в работе Болтона «Экскурсия по 35 годам изучения метастабильности» !Магйп Войоп.
"А Опк)ед Тонг оГ 35 геагз оГ Ме!азгаЬ!!!гу КезеагсЬ". Ргос )Рввсоп 1987, Яезгйоп 16, "Ечегу1Ь!п8 гоп М!ф1 Ве АТгак! !о Кпозч аЬоп1 Ме!аз!аЬ!1!гу" !«Все, что вы, возможно, опасаетесь узнать о метастабильности»). ччезсоп Безз!оп Кесогпз, чпнчг. певсоп. соуп, 8110 А!грот! В!чб., 1 оз Апйе1ез, СА 90045].
В последние годы, по мере постоянно возрастающей частоты системного тактового сигнала, многие производители ИС стали значительно добросовестнее измерять характеристики метастабильности выпускаемых нми изделий и сообщать результаты измерений, чаще всего — через Интернет. Подробное рассмотрение этих вопросов, включая схемы тестирования и измеряемые параметры, для десяти различных логических семейств имеется в работе Хазелоффа «Метастабильное пове- Упражнения 909 дение 5-вольтовых логических схем» (Еййагг( Нвзе!о1Т. "Метазг«Ые Кезропзе (п 5-Ч Ьой(с С1гсшгз'*) на сайте фирмы Техаз !пзппгпепгз (гчмгч. гй. сом.
Т! рпЬ. ЮУА006, 1997). Фирма Сургеьа Беппсопбцсгог в !997 году опубликовала на своем сайте (ммгч. с ург ее е . сот) специальный обзор, озаглавленный «Является ли метасзабильным ваше ПЛУ?»; это отличный материал, содержащий немного истории (начиная с 1952 года! ), анализ метастабиль ности аналоговых устройств, схемы тестирования и измерений и параметры метастабильности лля выпускаемых этой фирмой ПЛУ Другая недавняя публикация — «Обсуждение метастабильности» фирмы Х(1!пх (*Мегаз(аЬ11йу Сопз(дегаиопз", гчии.
х111пх. сош, рпЫ. ХАРР077, 1997), где приводятся измеренные значения параметров для ИС типа СРЬР семейств ХС7300 и ХС9500. Особый интерес представляет остроумные схема и методология, позволяющие регистрировать наступление мешстабнльности вну1ри устройства даже в том случае, когда метастабильные сигналы нельзя наблюдать на внешних выводах. Сегодня в большинстве учебников по цифровому проектированию метастабильность рассматривается довольно подробно.
К этому подталкивает существование метастабильности в реальных схемах, а также, возможно, состояний неопределенности. В предыдущих изданиях учебника, который вы читаете, автор, начиная с! 990 года, вводит представление о метастабильности на самой ранней стадии рассмотрения последовательностных схем. Отличным введением в анализ метастабильных состояний с аналоговой точки зрения служит книга Джонсона и Грэхема Проектированне быстродействующих цифровых устройств: Справочник черной. магии (Ногчагд 1ойпзоп апд Маг((п Огайшп. П(8!г-Бреег(Гг(8(га! !дев(8пг А НапйЬоок о~" В!ас(г Ма8(с. Ргепйсе На!1, 1993); там же объясняется, как наблюдать метастабильные состояния. УПРажНЕНИЯ 8.1.
Предположим, что обращение ко второму блоку ОЗУ (ВАНСВ1) в табл. 8.2 происходит прн выполнении условия ( (АВВВ > = Ох010) а (АВОБ < Ох02 0) ) . Объясните, даст ли это тот же самый результат, что и выражение (АВВВ = = КАМВАГ(К1) в исходном тексте программы. 8.2. Найдите число программируемых соединений в каждом ПЛУ, упомянутом в табл. 8.9. 8.3.
Сколько программируемых соединений имеется в ИС 16Ч8 согласно сказанному в тексте? (У ИС гражданского применения есть дополнительные программируемые соединения для записи пользователем собственной информации и обеспечения безопасности.) 8.4. Сколько программируемых соединений имеется в ИС 22Ч10 согласно сказанному в тексте? (У ИС гражданского применения есть дополнительные программируемые соединения для записи пользователем собственной информации и обеспечения безопасности,) 8.5. Найдите значение 7, для всех ИС, перечисленных в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
