hhis12 (558078), страница 3
Текст из файла (страница 3)
тарным инаертораьт, натруженным на лвухтакытый выход. Если на обоих входах ВЫСОКИЙ уровень, та через резистор 2О кОМ протекает базовым' ток, откры. 51О Глава К Г)иФровыв схемы 511 маломоо1нмв шоттки .я Усовврм. маяомов1нив Шоттии(АЬ5) 14« ',,Ьв1стоолеисг петти;- ; -' порогом(нет «ттг ворогом гост;" «„ ьо ф ваю1дии 1ранзисэ ор Т1, что приволик появлению ни выходе НИЗКОГО уровня из-за насыщения Т„и выкииочения Дар 1ингтановской пары Т;Т1 Если затем на олин из входов пола1ь НИЗКИЙ уровень., 51 транзистор Т, выключится, а иа выходе бу 1е1 ВЫСОКИЙ уровень Диоды и транзисторы с переходами Ш«ттки используюзся;шя повышения ск1.— рости переключения. Заметим, ч1о и ТТЛ-. и КМОП-вензили обеспечивают .1активныи выхо,ш «питанием нагрузки от шины по11ожительного источника.
Рассмо.гренные выше дискре1- ные вентили этан способностью не об,1адаю.1. 8ЛО. Характеристики ТТЛ я КМОП Давайзе сравним харак1еристики двух се меиств. Напряжение литани,, 1 5 В -1 555 лля ТТЛ, в 1о время как семейства КМОП имеют более широкий диапазон: о. -';- 2 до -',6 В лля НС и АС, о'1 -' 3 да —, 15 В ..
1я серий 4000В и 74С Семен««на НСТ и АСТ. разработанные для совместимости с бнполяркыми ТТЛ. требую1 напряже. ния питания ' 5 В. Ьхад. Вход вектггля ТТЛ в состоянии НИЗКОГО уровня прелставляе1 собак токовую на: рузку для уаравзяюшего им источника сигнала (типовое значение 0,25 мА для серии 1 8), следовательно.,шя ло;"1ержания на входе НИЗКОГО «ровня необходимо обеспечить отвал гока. Поскольку выходные каска 1ы схем ТТЛ аблалаю1 хороглей нагр»зочкаи сгк1сабкосзыо. сопряжение лгежл) собой элемек 111т ТТЛ ке прелс1ав гяет пр«блемь1, ко ОБа мОжет ва к1 "1хк)1 ь. КО1 гт 1 а«65ется колл погкп вхо 1ы 1 Г)1 к сх«мам ц15 О1О тика Наобор«п.
Бекти т КМОП ке пмес1 вхалного гока Логический парт. Т1Л Опрелеляетси падением напряжения ни лву» лиол1ах 1к , тн«1шени1о к земле (аарялка 1 3 В1 и 1.о время как лля элементов КМОП значение нхОдкО1О порог« 11авка крнблизк1слькс половике напряжения пи1иния, на може" колебаться и широки» преле 1ах !1ипичко от 1;3 ло 2 3 напряжения аи1ания1 КМОП-семеиства НСТ и АСТ сп, рованы с низким поро1ам срабагыва ,1 1я сОвместимосэи с ТТЛ, БОска;ьку16 полярные ТТЛ не ли1п«скаю1 1 ткло11 в пи1ании 1-: В (см. ниже) Входы КМОП элементов чувс1вит ны к гтатическом) э,1ектричествв и могу,' выходить из строя при манка)ляция~, ними.
В обоих семействах ив кекса«льзуейй",';", вхолы в зависимости от ситуации сл~л':; подава1ь ВЫСОКИЙ или НИЗКц~,'; ,ровни 1далес об этом 61лет сказано)'-:.!~~!-„ Выкал. Выхолнои каскад вентиля Тг))В1)о в состоянии НИЗКОГО уровня ведет.свй))с как насышенныи транзистор.
нап на котором близко к позенпиал1 з а в состоянии ВЫСОКОГО уровня повторитель с высоким выхолкыМ на жением, равным примерно напряже '"""'у 11итания 1/, минус падение напряж "'' на двух пиалах Дия всех КМОП-семе "1 (включая НСТ и АСТ) выход пред гяег собой о;крызыи полевок траизи ПОЛК;КОЧЕННЫй К 1ЕМ: Е ИЛИ К 1 ИНЕ Бия Обычно быстродействующие с,на 1Е. АЗ, АС. АСТ) имеют более кзю на1рузочк)ю ыюсобнос1ь.
чем ленные (1.5. 4000В, 74С, НС, НСТ). Быет)1одеигто. е и мощно1ть Биа ' иыс ГГЛ-семеиства потребляю1 тельный ток покоя тем бо лиши)Ь 1 бьюгрее семейства (АЯ и Р1 при соав ', 5 ствуюк1их скоростях о1- 25 МГБ (лля ло 100 М1ц (лля АЯ н Р) Все КМО)1",8)) мействв гюзребляют и)леван гок Олаф~~' их рассеиваемая мошнос. ь пикейна кьй~Зь ра«охает с рост«.м част, ты 11ребуется ~'.; 1я перек1качения емко«гной нагрузя~»'.
и КМОП- юсмекты. раба1акллве Ба.й))1)ь:,' (рис 3.18) Ливан к1к бысз; олей«тйм(Е!-,; КМОП-элементов простирается ш' 7 М1ив."..",' 1для 400ОВ 714Г прк 5 В) ла 100 МГБ )йй!:,";,' АСЧ';АС,' В ~ск1 впам заме*1е ге:п,кьк: »1Гакте)и~~~"" 1ики КМОП-семеистн (нич1«1жкии потР~;-"'...
ля«мая моп1кОс11. »йргккаи камех1' зены1ай. и мы рекомендуем семеиство,:;" .* '1я балыпикства новых праекы;г ОЛ" "'': Сяороотнмегу),уоовврыон*тв жоттий1А51 1о 1ал" 1«1' " 1о~;«1ов Частота,1и '"'ЯВВИСИМ О1 М ИВНО«1К ГвтоИВММВ О~ чении быстродействия испо.1ь Ейство АС,: ля широко1о диапаия, где не нужна высокая ско"'пользуиге 74С или 40ООВ. ис- :., НСТ (или даже Е8) лля совмес'")с бина ляркыми ТТЛ-выходами, сне нужно быс1ролейсзвие АСТ ' Бли Р).
В некоторых примене" сакой алотностью размещения микропроце«сары), КМОП- предпочтительней, ввиду их но высокой мощности рассеясверхвысакжжорас1ных прк(выше 100 МГц) вгя вынуждены вать ЭСЛ-э,1емеиты, когорые ло частот 500 МГц, или ис" ть приборы из арсенида галлия, функаионирую1 .ло 4 11ц. Смозл. 14 15 к 1абл. РО1 для 11,1лнш о кк к:1еских КМ(В1. . ах О«тога вогинеско1о семей. Оды лн1мскзов л«1ха С1ыкюагск п1 и оо1,тпа ке «-гонг беспо":::о пороговых ровкях.
входном и. Нагример, выхолы зыемен1ои ; "ТТ)1 или КМОП мог 5 1 раб~111а1ь - чем ки 10 и .о1кж 1«арактер11«- ,. иг название коэффипиенти разгю выходу. лли ТТ.11 коэффи звегвления ко выходу )завел 111). разом, лля обеспечения совмес. .. не требуешься применение спе- циальных мер. В БпедуЮШЕй ГЛавЕ б"1Дут рассмотрены вопросы сопряжения междз ра'зличными логическими семеиствами. а 1акже между логическими схемами и внешними устройствами. 8.11. Элементы с тремя состояниями и с открытым коллектором Вентили ТТЛ и КМОП.
которые мы сейчас рассматриваем, имеют двухтактные выхолиые схемы: высокий или низкий уровень подается па выход через открыгый биполярный или МОП-транзистор. Так1ю схему, называемую активнои нагрузкой„а в ТТЛ называемую также столбовым выходом, используют по пи все логические элементы. Схема обеспечиваез. низкое выходное сопротивление в обоих состояниях, имеет малое время переключения и обладает бо.1ее высокой помехоустойчивостью п11 сравнению с одиночным транзистором, которыи использует пассивный резистор в качестве коллекторнои нагрузки.
В случае КМОП применение активного выхода, кроме всего прочего, пазволяе1 понизить рассеиваемую мошность. Но сушествуют ситуации, при которых акгивный выход оказывается неудобньгм. Представим себе компьюгерную систему, и которой несколько функциональных блоков должны обмениваться данными. Ценз ральный процессор 1ЦП), память и различные периферийные устроиства .1олжны иметь возможность перелава1ь и получать 16-разрялные сюва. И. мягко говоря, было бы не)лобн11 использовать л зя саелинения кажл«л«1:стройсзв11 с каж 1мм нк тквк. Р«ь1ьаык 16-жильБьгй ка.
и; чь 71 Я рз 'а«юсББЯ э1 он ОБОбл11мы кспальз«ется г;1к кзлелмем; я п1и~га (нли магистраль1 данных. 1 с. адан 16-жлглный кабель. постучал*ш лля всех устроиств 'Такая стр) кгу рв аналогична телефонном« какал) кол 1екгивиого ш1льзавания и кажлыи мамект времени 1аоворитьи 1илс. редавати .1анкыеи) може1 1О шко Окко )стронг ио. а Остальные маг) 1 юггы1о ««луп1а1«и (ипринима ь данные: ) Если используется а1инкая система, та кеобхолима иметь соглашение а том. 512 Глава 8 с1ифровыс схсмы Ы 3 1 ; Лонхв<Е | ддр Чтение ннныез двннне< Ланны11 двннн10 двень ь», подав емыв на анну ннв данных т Йнхнни в йьжод -18ысохиь :Втхнюп 1 запрет кому разрешено «говорить».
В связи с зтнм употребляются такие терммнь<, как «арбитр шины», «залатчик шины» и «управление шиной». Для возбуждения шины нельзя использовать вентили (млн другие схемы) с активным выходом. так как их нельзя от. ключнть от общих информационных линий (В любой момент времени выходы устройств. подключенные к шине, буду~ находиться в состоянии высокого нлн низкого уровня). В этом случае необходим вентиль, выход которого может находиться в «обрыве», т.е.
быть отключенным. Такие устройства выпускаются промышленностью и имеют две разновидности. которые носят названия «элементы с тремя состояниями» и <сэлемепты с открытым коллекторомхь. ЛВГМ<КХКНЕ ЕЯЕМЫ С ТРЕМЯ СОЕТОЯВИЯЬВИ. Логические элементы с тремя состояниями, также называемые ТВ1-ШТАТЕ (товарный знак )Ыаеюпа1 Веьпьсопйпсгогз Согр., создавшей их) представляют элегантное решение, Название этих схем может ввести в заблуждение, поскольку на самом деле онн не являются логическими элементами с тремя уровнями напряжений, Это обычные логические схемы. которые имеют третье состояние выхода. <юбрыв» (рмс. О.19). Оьи имеют отдельный ахал разрешения, с помощью которого. могут устанавливаться либо в состояние обычных активных выходов, либо перехолить В «треп е» (обрыва) состояние независимо от того, какие сигналы присутствуют на других входах.
Выхолы с тремя состОянмямн ю<еньтся ВО мл<огих и Рнс Ь <9 КМО11-вснтнль М-Бгс с 3-' сост«льном вн<'<оснннь КМОП вон,н <сн ИМС: счетчиках. защелках, реги„ т и а также в вентилях и инверто Х"й,< ЪсгРойство с выхолом на 3 сост функционирует подобно обычной с активным выхолом. когда подан сщ разрешения. При этом на выходе су<д~нь:,~:, вует либо высокин„либо низкий урощ~~: когда на входе разрешения пассявн(ро. уровень, схема отключает свой выход Тяй.
что,<ругие устройства могут работатьс((з) ту же самую линию. Давайте рассмот(йж," это на примере. и<6» Взгляд вперед: вавы ланных. Драйвя~~:.,1 с тремя состояниями широко мспвф~:;;, зуются для возбуждения шины лаьв()йй" компьютера. Каждое устройство ( периферия и т.и.), которому необхо " выставить данные на шину. Связыва~~. с ней через вентили с тремя состоями)(ф4 (или через более сложные э'<ементы,:<~ф»; кие„как регистры). Дела так умно у ваются, что только одно устройство-;:" дает разрешение своим драйверам ( мирователям), все другие устройства,' лучив запрет.'переходят В третье нне Обычно выбранное устро «узнает» о том.
что оно лолжво в данные на шину, опознав свой алре', адресных и управляющих шинах (рнс.:Э, В этом наипростемшем случае устрой подкльочается как порт 6 Получив адрес (напри лер. 6) и импульс чт устройство выводит данные на (Э< — ))1, Такой шинный протокол н зуется лля многих простых систем Н . подобное имеет место в бо <ьшя "„, МИКРОКОМПЬЮТЕРОВ. КаК МЫ УВИДЬИВ»йя гл 10 м 11 запрет (=разрен<ение) ловснньо<льь сх<мв "1- ос<*.пнин»в . н п<лььс 161~!2 ' М. что должна быть некоторая логика, которая обеспечивала " ' ь того, что устройства с тремя ми подключенные к одним и 'ььхолным пиниям не будут пыдавать В одна м то же время ,насильно условию, офиднально ому «сошьашение шины»). В .
чае все хорошо, котла каждомэ у соответствует свой адрес. с открьгпям коллектором. ом ложки с 3 состояниями ка с откры<ым коллектором. :позволяет вам подключиться к ,Юй линии среди других выходов х формирователей. Выход с 1 коллектором просто не Вклюистор активной нагрузки В Вы.,Фаскжзс (рмс. 8.211. Название «от. „коешектор» превосходно Ко<да ' зуете такие Вензмти В1' халжпь< ять к мстОчнмкъ' питания Внепз. очный резмстор Его значение ,чно. грн малых значениях резне. ,,пе <явлются <ювыпюннь<е быс.гие и помехоусгомчмвость. алнако ся рассеиваемая мощность и ма.
ток выходного каскада. Для ,. ьымм являются значения в пресмесколькмх сотен ло нескольких тысяч ом Если вы захотели возбуждать шин» с помощью вентилеи с открытым коллектором (рис..8.20), вы должны заменить драйверы с тремя состояниями на двухвходовые вентиля И-НЕ с открытым коллектором. подключив олин выход каждого вентиля к высокому уровню разрешения подключения к шине. Заметим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
