2.Базовые матричные кристаллы.
Базовый матричный кристалл (БМК) (англ. gate array, англ. Uncommited Logic Array, ULA) — большая интегральная схема. В отличие от ПЛИС программируется технологически, путём нанесения маски соединений последнего слоя металлизации.
Достоинство БМК состоит в следующем. Разработчику необходимо применить оригинальные схемные решения на основе БИС, но существующие БИС для этих целей не подходят. Разрабатывать с нуля и производить очень долго, неэффективно и дорого. Выход — использовать базовые матричные кристаллы, которые уже разработаны и изготовлены. Базовый матричный кристалл напоминает библиотеку подпрограмм и функций для языков программирования. На нём разведены, но не соединены элементарные цепи и логические элементы. Заказчиком разрабатывается схема соединений, так называемая маска. Эта маска наносится в качестве последнего слоя на базовый матричный кристалл и элементарные схемы и разрозненные цепи на БМК складываются в одну большую схему. В итоге заказчик получает готовую БИС, которая получается ненамного дороже исходного БМК.
Основное применение БМК — средства вычислительной техники, системы управления технологическими процессами.
БМК — это набор регулярно расположенных элементов (базовых ячеек), которые могут соединяться между собой для образования различных электронных схем.
В первых БМК между ячейками были оставлены свободные зоны для создания соединений между нужными ячейками. Такие БМК назывались канальными, где показана часть матрицы базовых ячеек (БЯ), вертикальные (1) и горизонтальные (2) каналы для трассировки.
БМК, в зависимости от схемотехнической разновидности базовых ячеек, подразделяют на цифровые, аналоговые и цифро-аналоговые. Диалоговые БМК позволяют реализовывать операционные усилители, коммутаторы и т. п. Они менее распространены в сравнении с цифровыми.
Основой БМК является кристалл полупроводника, в середине которого расположена матрица базовых ячеек, а по его краям — периферийные ячейки, содержащие элементы для ввода и вывода сигналов (контактные площадки, выходные усилители и т. п.).
Билет №11.
1.Счетчики.
Счетчик импульсов — это последовательностное цифровое устройство, обеспечивающее хранение слова информации и выполнение над ним микрооперации счета, заключающейся в изменении значения числа в счетчике на 1. По существу счетчик представляет собой совокупность соединенных определенным образом триггеров. Основной параметр счетчика — модуль счета. Это максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счетчиком. Счетчики обозначают через СТ (от англ. counter).
Счетчики классифицируют:
по модулю счета:
-
двоично-десятичные;
-
двоичные;
-
с произвольным постоянным модулем счета;
-
с переменным модулем счета;
по направлению счета
-
суммирующие;
-
вычитающие;
-
реверсивные;
по способу формирования внутренних связей:
• с последовательным переносом; .
-
с параллельным переносом;
-
с комбинированным переносом;
-
кольцевые.
Рассмотрим суммирующий счетчик (рис. 3.67, а). Такой счетчик построен на четырех JK-триггерах, которые при наличии на обоих входах логического сигнала «1» переключаются в моменты появления на входах синхронизации отрицательных перепадов напряжения.
Временные диаграммы, иллюстрирующие работу счетчика, приведены на рис. 3.67, б. Через Кси обозначен модуль счета (коэффициент счета импульсов). Состояние левого триггера соответствует младшему разряду двоичного числа, а правого — старшему разряду. В исходном состоянии на всех триггерах установлены логические нули. Каждый триггер меняет, свое состояние лишь в тот момент, когда на него действует оправдательный перепад напряжения. Таким образом, данный счетчик реализует суммирование входных импульсов. Из временных диаграмм видно, что частота каждого последующего импульса в два раза меньше, чем предыдущая, т. е. каждый триггер делит частоту входного сигнала на два, что и используется в делителях частоты.