КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Серия от цифрови интегрални схеми




Basic нотация на схеми

Функции на цифрови устройства.

Binary кодиране.

Корпуса на цифрови схеми.

Серия от цифрови схеми.

Основни наименования в схеми.

план

Микрочипове и тяхното функциониране

Лекция номер 3

Микрочипове и тяхното функциониране

Лекция номер 3

prezintatsiyu подготвени

4FBE студент група

Bykovsky Никита


Лекцията обсъжда именуване на цифрови схеми, сигнали и техните заключения относно концепцията, разполага основна серия от прости цифрови схеми, основни видове IC пакети, както и на принципите на двоично кодиране и принципите на цифрови устройства.

За изображения на електронни устройства и техните компоненти, използвани три основни вида схеми:

· Concept;

· Блок схема;

· Функционална схема.

Те се различават по предназначението си, и, най-важното е, че нивото на детайлност устройства снимка.

Концепцията - най-подробно. Определено показва всички елементи, използвани в устройството и всички връзки между тях. Ако схемата се основава на чипа, номерата трябва да бъдат показани резултатите от всички входове и изходи на тези схеми. Концепцията е да се позволи пълно разгръщане устройство. Наименования концепция най-строго стандартизирани, отклонение от стандартите не се препоръчва.

Блок схема - най-подробни. Тя има за цел да покаже общата структура на устройството, което е, нейните основни звена, възли, части, както и основните връзки между тях. От диаграмата на блок трябва да е ясно защо се нуждаете от тази на продукта и това, което прави в основните режими на работа, тъй като взаимодействието на нейните части. Символи на блок-схемата могат да бъдат доста произволни, въпреки че някои стандартни правила все още са по-ефективни.

Функционална схема е хибридна структура и концепция. Някои от прости блокове, компоненти, части на устройството са показани на него като блок схема, а другите - както в концепцията. Функционална схема дава възможност да се разбере логиката на устройството и всички нейни разлики от други подобни устройства, но не могат да играят на това устройство без допълнително самостоятелна работа. По отношение на наименованията, използвани в функционални схеми, частта показана като структурата, те не са стандартизирани и в част, както е показано на електрическата схема - стандартизирани.

Техническата документация са непременно структурен или функционален блок-схема, както и задължително концепция. В научни статии и книги често се ограничава структурна или функционална схема, в резултат на което само някои от концепциите на възли.



А сега погледнете основните символи, използвани в диаграмите.

Всички компоненти, блокове, части, компоненти, електрически вериги са показани като кутии със съответните надписи. Цялата комуникация между всички предавани сигнали са представени като линии, свързващи тези правоъгълници. Входове и I / O трябва да са разположени от лявата страна на правоъгълника, изходи - от дясната страна, но това правило често се нарушават, когато това е необходимо, за да се опрости схемата на веригата. Заключения мощност и комуникация обикновено не се изтегля, разбира се, ако не се използва нестандартно включване на елементи на схемата. Това са общи правила за всички схеми.

Преди да се обърнат към по-специфични правила даде някои дефиниции.

Положителен сигнал (положително полярност) - е сигнал, чиято активна ниво - логическа единица. Това означава, че нула - е липсата на сигнал, устройството - (. Фигура 2.1) сигнал е дошъл.

Фиг. 3.1. Елементи на цифровия сигнал

Негативен сигнал (отрицателна полярност), - сигнал, чиято активна ниво - логическа нула. Това е единица - е липсата на сигнала, нула - сигнал дойде (Фигура 3.1.).

активното ниво на сигнала - ниво, съответстващо на пристигането на сигнала, т.е. прилагането на този сигнал, съответстващ на функцията му.

Пасивното ниво на сигнала - ниво, при което сигналът няма функция.

Обръщане или инверсия сигнал - той се променя своята полярност.

Инверсия изход - е изходния сигнал издаване обратна полярност по отношение на входния сигнал.

Директен достъп - е изход, издаване на полярността на сигнала, който е на входния сигнал.

Положителен сигнал край - е преходът на сигнала от нула до един.

Негативен сигнал ръб (капка) - предаване на сигнала от устройството до нула.

Предният фронт на сигнала - преход на сигнала от пасивна към активна ниво.

Задния край на сигнала - сигнал прехода от активната на пасивен ниво.

Clock (или Строб), - управляващ сигнал, който определя кога елемент или възел, изпълняващо функциите си.

Автобусът - група от сигнали, обединени от някои принцип, например, наречен автобус сигнали, съответстващи на всички битове на двоичен код.

Фиг. 3.2. Определяне на входовете и изходите

За да се позове на полярността на вериги сигнал чрез едно просто правило: ако сигналът е отрицателен, преди името му се поставя знак минус, например, WR или -oe, или (по-рядко) на името на сигнала се сложи черта. Ако няма такива признаци, след това се счита за сигнал да бъде положителен. писма обикновено се използват за имена на сигнала, което представлява намаление на английски думи, например, WR - запис на сигнал (от "пишат" - ", за да напише").

Инверсия на сигнала е посочено от един кръг в мястото на влизане или излизане. Има обърната входове и изходи са обърнати (фиг. 2.2).

Ако някоя функция чип извършва на входа на лицевата страна, а след това на входа се поставя на място наклонена черта (при 45 °), наклонът на дясно или на ляво се определя от положителен или отрицателен ръб се използва в този случай (фиг. 2.2).

IC Output Type е маркиран със специална икона: Exit 3C - прекоси диамант и OK изход - подчертаната ромб (Фигура 2.2.). Стандартен изход (2С) няма да бъдат маркирани.

И накрая, ако чипа е необходимо да се покаже на не-информационни терминали, т.е. терминали, които не са нито логически входа или логически изход, подобно заключение се отбелязва с кръстче (две перпендикулярни линии под ъгъл от 45 °). Това може да бъде, например, терминали за външни компоненти (съпротивления, кондензатори) или електрически щифтове (фиг. 3.3).

Фиг. 3.3. Основни заключения от не-информация

Схемата предвижда и специално предназначение за гуми (фиг. 3.4). На структурните и функционални схеми на гуми, означени с дебели линии или двойна стрелка, както и броят на сигнали в автобуса, показани в непосредствена близост до автобуса на наклонена черта пресичане. В гумата на електрически схеми също обозначен с дебела линия, и включени в автобуса, и сигнали, идващи от автобуса показани като перпендикулярна на гумата тънки линии, показващи техните номера или имена (фиг. 3.4). При предаване на автобуса двоичен номериране започва с малко цифра на кода.

Фиг. 3.4. Определяне на гуми

Когато изображението на чипове, използвани съкратените имена на входните и изходните сигнали, отразяващи тяхната функция. Тези имена са поставени в картината до щифт. Също така е посочено върху образа на чипове изпълнява функция (обикновено топ центъра). чип Изображение понякога са разделени на три вертикални полета. Тя се отнася до левите поле входните сигнали, както и право - да изходните сигнали. Централният областта се поставя името на чипа и символите на това, което предлага. Non-информационни терминали могат да бъдат определени както в ляво и в дясно областта; понякога те са показани в горната или долната страна на правоъгълника, чип за обработване на изображения.

Таблица. 2.1 показва някои общи обозначаване сигнали и чипсета функции. Интегрална схема общо обозначен в писма схеми DD (от английски "цифрова" - "цифров") със съответния номер, например, DD1, DD20.1, DD38.2 (след точка, определена възел или броя елемент вътре в чипа).

Таблица 3.1. Някои се отнасят до сигнали и чипс
назначение име уговорена среща
и И елемент
= 1 изключителни или Изключителна или
или ИЛИ порта
A адрес адресни битове
BF буфер буфер
C часовник Сигналът за часовник (Строб)
CE Clock Enable Резолюцията на часовник сигнал
CT брояч брояч
CS Chip Select Изборът чипове
D данни Бита данни, данни
DC Decoder декодер
EZ Активиране на Z-държавна Резолюция на трета държава
G генератор генератор
аз вход вход
I / O Input / Output Input / Output
OE Output Enable Резолюция изход
MS мултиплексор мултиплексор
Q Quit изход
R Reset Reset (нулира)
RG Регистрирайте се регистър
S Определете Монтаж на единица
SUM суматор усойница
T тригер Triger
TC Terminal Count Завършва сметки
Z Z-държавна Състоянието на третия изход

В момента на разположение огромно разнообразие от цифрови чипове от най-простите до най-сложните елементи на логически процесори, микроконтролери и специализирани LSI (големи интегрални схеми). Производство на цифрови интегрални схеми е много фирми - както в нашата страна и в чужбина. Ето защо, дори и класификацията на тези чипове е доста трудна задача.

Въпреки това, като основа в цифровата схема обикновено се счита за класически чипсет интеграцията на малък и среден мащаб, която се основава на TTL серия семейство на 74, произведени от няколко десетилетия редица фирми, като например американската компания Texas Instruments (TII). Те включват серия от функционално пълен набор от чипове, с помощта на което може да създаде различни цифрови устройства. Дори и с модерен компютърен дизайн сложни чипове с програмируеми логически (FPGA) използва най-простият модел на тази серия чипсет семейството на 74. В този случай, разработчикът равенства на компютъра в основата на обичайното елемент на схема за екрана си, а след това създава FPGA фърмуера, която изпълнява желаната функция.

Фиг. 3.5. От Texas Instruments нотация

Всеки чип серия семейство на 74 разполага със собствена наименование, и системата на националните символи серия е значително по-различна от тази, приета в чужбина.

Като пример, помислете система от Texas Instruments нотация (фиг. 2.5). Пълното наименование се състои от шест елемента:

1. SN компания ID (за серия AC и ACT отсъства).

2. Температурен диапазон (семеен тип):

о 74 - търговски чип (температура на околната среда за биполярни интегрални схеми - 0 ... 70 ° C, за CMOS чип - - 40 ... + 85 ° C)

о 54 - интегрални схеми за военна употреба (температура - -55 ... + 125 ° C).

3. Серията код (до три знака):

о Не - стандартно TTL-серия.

о LS (ниска мощност Шотки) - ниска консумация на енергия серия STTL.

о S (Шотки) - STTL серия.

о ALS (Advanced Шотки) - подобрена STTL серия.

о F (FAST) - бърза серия.

о HC (High Speed ​​CMOS) - високоскоростен CMOS серия.

о HCT (High Speed ​​CMOS с TTL входове) - серия HC, съвместим с TTL вход.

о AC (Advanced CMOS) - подобрен CMOS серия.

ACT о (Advanced CMOS с TTL входове) - Series AC, съвместим с TTL вход.

о БКТ (BiCMOS Technology) - серия с BiCMOS технология.

о ABT (Advanced BiCMOS Technology) - подобрена серия с BiCMOS технология.

о LVT (Voltage Technology Low) - поредица от ниско напрежение електрозахранване.

4. специален идентификатор тип (характер 2) - може да се пропусне.

5. вида на чип (от два до шест цифри). Списък на някои видове чипс е даден в допълнение.

6. Кодът за вид жилища (един до два знака) - може да се пропусне. Например, N - пластмасов корпус DIL (DIP), J - керамични ДИЛ (DIC), T - плосък метал.

Примери за нотация: SN74ALS373, SN74ACT7801, SN7400.

Фиг. 3.6. Наименованията битови чипове

Вътрешен системни чипове нотация се различава от това счита доста значително (фиг. 2.6). Ключови елементи на следните наименования:

1. писмо K е широкото използване на чипове за военна употреба писмо не чипове.

2. Тип на корпуса на чип (един символ) - не може да присъства. Например, P - пластмасов корпус, M - керамика, B - без тяло чип.

3. Брой серия чипсет (от три до четири цифри).

4. Функцията чип (две букви).

5. брой чип (от една до три цифри). Таблица на функциите и чип номера, както и таблица на съответствието им с чуждестранни аналози са дадени в приложението.

Например, KR1533LA3, KR531IE17, KR1554IR47.

Основното предимство на вътрешния нотация е, че чипът маркировка може лесно да разбере неговата функция. Но Texas Instruments символи на система видими тип серия с това, което предлага.

Това, което отличава една от друга серия?

Таблица 3.2. Сравнение на параметрите на същите чипове в различен стандарт серия
K155LA3 (SN7400N) K555LA3 (SN74LS00N) KR1533LA3 (SN74ALS00N) KR1554LA3 (SN74AC00N)
т Пи Ел Ейч, НЧ, не повече 8.5
т PHL, НЧ, не повече 7.0
Аз IL, mA макс -1.6 -0,45 -0.1 -0.001
I Н, mA макс 0.04 0.02 0.02 0001
Аз OL, не по-малко е mA
I ОН, поне mA -0.4 -0.4 -0.4 -75
U OL, V не повече 0.4 0.5 0.5 0.3
U ОН, поне 2.4 2.7 2.5 4.4
Аз CC, mA макс 4.4 0.04

На първото ниво на представителство (логически модел) серия не се различават по нищо. Това означава, че една и съща серия от различни чипове работи при същата истина таблици, съгласно същия алгоритъм. Въпреки това, ние трябва да помним, че някои от чиповете са достъпни само в една от сериите, а някои не разполагате с няколко епизода.

На второто ниво на представителство (на модела, като се вземат предвид закъснението) стойността на поредица от различни забавяне разпространение на сигнала. Тази разлика може да бъде доста съществена. Поради това, в тези приложения, където закъснението е от решаващо значение, че е необходимо да се използва по-бързо серия чип (таблица 3.2.).

На трето ниво на представителство (електрически модел), серия от различни стойности на входните и изходните напрежения и токове, както и, не на последно място, консумация на ток (таблица 3.2.). Поради това, в тези приложения, където тези параметри са фундаментални, че е необходимо да се използва чип, осигуряване, например, ниски входни токове, висок изходен ток и ниска консумация на енергия.

K155 Series (SN74) - е най-старата серия, която постепенно се откачи производство. Тя се различава не много добри параметри в сравнение с други серии. С тази класическа серия направена за сравнение на всички други.

К555 Series (SN74LS) се различава от Series K155 нисък входен ток и по-ниска консумация на енергия (консумация на ток - почти три пъти по-малко, отколкото на K155) на. Като скорост (закъснение) е близо до K155.

KR531 Series (SN74S) се характеризира с висока скорост (нейната латентност е около 3-4 пъти по-малко от тази на серията K155), но големи входни токове (25% повече от K155) и голяма консумация на енергия (текущо потребление - повече от половината кратно в сравнение с K155).

KR1533 Series (SN74ALS) се характеризира с повишено около два пъти в сравнение с производителността K155 и ниска консумация на енергия (по-малко от четири пъти от тази на K155). Входни течения дори по-малко от К555.

KR1531 Series (SN74F) се характеризира с висока скорост (при KR531), но с ниска консумация на енергия. входни токове и консумацията на ток е приблизително два пъти по-ниски от тази на K155.

KR1554 Series (SN74AC) се различава от всички предишни такива с това, че се извършва в CMOS технология. Ето защо, тя има ултра ниски входни токове и ултра консумация при ниски работни честоти. Закъсненията на около половината от тази на K155.

Най-голямото разнообразие от налични чипове различават K155 и KR1533 серия, най-малкият - KR1531 и KR1554.

Трябва да се отбележи, че отношението на скоростта на стандартната серия дадени тук, са приблизителни и съвсем не е вярно за всички видове чипове предлагат в различни серии. Необходимо е точната стойност на закъснението да погледне в ръководствата, за предпочитане маркови референтни материали.

Чипове на различни серии обикновено са лесно интегрирани един с друг, което означава, че сигнали от изходите на серия от чипове могат безопасно да се подава към входовете на друга серия от чипове. Едно изключение - връзка извежда TTL чипове с входове CMOS интегрални схеми KR1554 серия (74AC). С тази връзка, трябва да се използва 560 ома резистор между сигнал и захранващо напрежение (фиг. 3.7).

Фиг. 3.7. Интерфейс TTL с CMOS

Когато изберете конкретен серия чипове също трябва да се има в предвид, че чип-мощен и бърз серия KR531 създаде висока степен на намеса върху релсите на снабдяване, и ниска консумация на енергия чипове К555 серия са много чувствителни към такива смущения. Затова се препоръчва серия от KR531 само в крайни случаи, когато е необходимо, за да се получи много висока скорост. Той не се прилага в едно единствено устройство мощен високоскоростен чип и ниска консумация на енергия чипове.