Выход с программированием тс-ос

Во многих современных микросхемах используются выходные каскады с возможностью их программирования (настройки) на один из двух вариантов:

- либо как каскада с открытым выходным электродом (коллектором или стоком)

- либо как каскада с третьим состоянием.

Такие возможности часто полезны, поскольку каждый из типов выходов имеет свои особенности.

На рис. приведена схема каскада с программирова­нием ТС–ОС.

Рис. Выходной каскад, программируемый на варианты ТС и ОС

При пассивном высоком уровне сигнала OD (Open Drain, “Открытый сток”) выход работает как выход с третьим состоянием, поскольку при активном низком уровне сигнала ОЕ (Output Enable, “Разрешение выхода”) информаци­онный сигнал поступает на управление выходным инвертором на транзисто­рах T1 и T2. Единичное значение информационного сигнала инвертируется элементами И-НЕ и ИЛИ-НЕ, отпирает транзистор T1 и запирает транзистор T2, что формирует на выходе сигнал логической единицы. Нулевое значение информационного сигнала приводит транзисторы в противоположное состоя­ние и формирует на выходе сигнал логического нуля. При активном низком уровне сигнала OD на затворе транзистора TI действует высокое напряжение, и он заперт, что вводит режим открытого стока для транзистора T2. При пас­сивном высоком уровне сигнала ОЕ (отсутствии разрешения работы) на за­твор транзистора T1 поступает высокий уровень напряжения, а на затвор транзистора T2 – низкий, т. е. оба транзистора заперты.

Примеры буферных элементов в серии к155

К155ЛП8 – 4 буферных элемента с ТС, т.е., с возможностью выхода на общую шину (без инверсии) (см. рис. выше),

К155ЛП9 – 6 буферных формирователей с ОК и повышенным выходным напряжением.

Вариант обозначений типов выходов (выходных сигналов) ттл-совместимых микросхем

- выход микросхемы с 3-мя состояниями (ТС, или z)

- выход микросхемы с ОК (или ок, или к)

- выход микросхемы с ОЭ (или оэ)

При построении блоков памяти из микросхем важна возможность объединения выходов DO (Data Output) микросхем. Это возможно в трех случаях:

- выходы DO с 3-мя состояниями.

- выходы DO с открытым коллектором (с открытым стоком ОС),

- выходы DO с открытым эмиттером.

14. Регистровые файлы (будут подробно рассмотрены в теме 02)

Из статических регистров составляются блоки регистровой памяти – регистровые файлы. В микросхеме типа ИР26 (серий КР1533, К555 и др.) можно хранить 4 четырехразрядных слова с возможностью независимой и одновременной записи одного слова и чтения другого. Информационные входы регистров соединены параллельно (рис. 3.42). Входы адресов записи WA и WB (от англ. Write) дают четыре комбинации, каждая из которых разрешает «защелкнуть» данные, присутствующие в настоящее время на выводах D_1-4.

Задание для портфолио № 5 – схема регистрового файла ир26 (организация 4×4). У этого задания будет продолжение

Рис. Схема регистрового файла ИР26 серий КР1533, К555 и др.

(организация 4×4),

Содержимое файла (регистра) вызывается на выходы блока Q_1-4 с помощью дешифратора считывания (адресных входов мультиплексора MUX) адресами RA и RB (от англ. Read). Таких адресов четыре.

Если на входе разрешения записи WE (Write Enable) действует активный низкий уровень, то данные поступают в соответствующий регистр, при высоком уровне WE входы для данных и адресов запрещены.

Выходные данные выдаются в прямом коде.

Размерность регистровой памяти можно наращивать, составляя из нескольких ИС блок памяти. При наращивании числа хранимых слов выходы отдельных ИС с тремя состояниями соединяются в одной точке. Допускается соединять непосредственно до 128 выходов, что дает 512 хранимых слов. Ограничение на число соединяемых в одной точке выходов вызвано токовым режимом выхода, оно может быть преодолено при подключении к выходной точке специальных внешних резисторов. При наращивании разрядности слова соединяют параллельно входы разрешения и адресации нескольких ИС, выходы которых в совокупности дают единое информационное слово.

15. Производные единицы измерения ёмкости по стандарту МЭК

Информационная емкость C  максимальный объем хранимой в ЗУ информации. Основные единицы измерения  бит, байт, (реже  слов).

Традиционно используются также производные единицы:

Кбит, Кбайт, Кслов; Мбит, Мбайт, Мслов и т.д.

По традиции:

1К = 2¹⁰ (Кило-); 1М = 2²⁰ (Мега-); 1Г = 2³⁰ (Гига-);

1Т = 2⁴⁰ (Тера-); 1P = 2⁵⁰ (Пета-).

Производные единицы

измерения ёмкости по стандарту МЭК

Исторически сложилось одновременное использование десятичной и двоичной систем счисления при измерении емкости (объема) памяти различных типов. При этом под одним мегабайтом могут подразумевать как 1 миллион байт (10⁶), так и 1 048 576 байт (2²⁰).

1 мегабайт = 1 миллион байт = 10⁶ байт?

ИЛИ

1 мегабайт = 1 048 576 байт = 2²⁰ байт?

Как правило, ёмкость оперативной памяти измеряют в двоичных единицах. Ёмкость же накопителей измеряют и в де­сятичных, и в двоичных единицах, и это часто приводит к недоразумениям.

В декабре 1998 года

Международная электротехническая комиссия, МЭК (International Electrotechnical Commission, IEC),

занимающая­ся стандартизацией в области электротехники, представила в качестве официального стан­дарта систему названий и символов единиц измерения для использования в области обработ­ки и передачи данных.

Стандартные сокращения единиц, используемые для измерения емкости оперативной памяти и накопителей данных, приведены в таблице.

Таблица. Стандартные приставки

для единиц измерения емкости

Множитель	Величина	Наименование * (обозначение) международное/русское
103	1 000	kilo (k) / кило (к)
210	1 024	Kibi (Ki) / киби (Ки)
106	1 000 000	Mega (M) / мега (М)
220	1 048 576	Mebi (Mi) / меби (Ми)
109	1 000 000 000	Giga (G) / гига (Г)
230	1 073 741 842	Gibi (Gi) / гиби (Ги)
1012	1 000 000 000 000	Tera (T) / тера (Т)
240	1 099 511 627 776	Tebi (Ti) / теби (Ти)
1015	1 000 000 000 000 000	Peta (P) / пета (П)
250	1 125 899 906 842 624	Pebi (Pi) / пеби (Пи)
1018	…	Exa (E) /экса (Э)
260	…	Exbi (Ei)/ эксби (Эи)
1021	…	Zetta/ зета (З)
270	…	Zebi (Zi) / зеби (Зи)
1024	…	Yotta (Y) / йота (Й)
280	…	Yobi (Yi) / йоби (Йи)

* Слог bi- (би-) образован от binary (бинарный, двоичный).

В англий­ском варианте бит (bit) и байт (Byte) отличаются регистром первой буквы (она строчная или прописная).

Например, миллион бит обозначается Mb, миллион байт – MB.

Мы примем русскоязычное обозначение Мб для миллиона бит, МБ – для миллиона байт (авторы публикаций не всегда следуют такому правилу).

В соответствии с принятыми обозначениями,

1 мегабайт = 1 000 000 байт = 10⁶ байт= 10⁶ Б = 1 МБ,

1 мебибайт = 1 048 576 байт = 2²⁰ байт= 2²⁰ Б = 1 МиБ.

В английском тексте было бы так:

1 megabyte = 1,000,000 Byte = 10⁶ Byte = 10⁶ B = 1MB,

1 mebibyte = 1,048,576 Byte = 2²⁰ Byte = 2²⁰ B = 1 MiB.

Аналогично для остальных единиц.

К сожалению, стандарт МЭК не нашел широкого применения, и авторы публикаций не всегда отличают двоичные кратные единицы измерения от десятичных.

Следует учесть, что для измерения скорости передачи данных часто используются десятичные единицы

16. Ещё раз об организации запоминающего массива (ЗМ) и параметрах ЗУ

Основные параметры ЗУ:

- (информационная) емкость,

- разрядность,

- быстродействие,

- удельная плотность,

- потребляемая мощность,

- надежность,

- физический объем.

Что такое запоминающий массив

Запоминающий массив (ЗМ) – массив элементов памяти. Всегда организован в виде матрицы.

ЛИБО

Запоминающий массив (ЗМ) – массив микросхем памяти, организованный в виде матрицы и построенный для увеличения количества и разрядности слов.

Что такое слово

Единица хранения информации называется “слово”, это совокупность двоичных разрядов, записываемых или читаемых из ЗУ за одно обращение. Разрядность n  количество разрядов в запоминаемом слове (другой термин – ширина выборки из ЗУ).

Организация ЗМ – произведение количества слов N, хранимых в ЗУ, на их разрядность n, заданное в форме

N×n.

В то же время информационная емкость C = N×n.

Например, ЗМ с организацией 2К×12:

хранит 2К двенадцатиразрядных слов

и имеет емкость 2096 бит:

2К×12 = 2×1024×12 = 2¹ × 2¹⁰ ×12= 2¹¹ ×12 = 2048×12 = 24576 бит.

Наиболее полной характеристикой быстродействия ЗУ является время цикла  минимальное время между двумя последовательными обращениями к ЗУ.

Удельная плотность  количество информации, приходящееся на единицу физического объема:

C/V [бит/см³].

Потребляемая мощность (в пересчете на один бит), милливатт на бит:

P/C [мВт/бит].

Стоимость, приведенная стоимость (стоимость в пересчете на один бит).

Стоимость оценивается как приведенная стоимость хранения одного бита информации:

S_ПР=S/C,

где S  абсолютная стоимость,

C  информационная емкость ЗУ.

Надежность (среднее время безотказной работы и другие параметры надежности).

Надежность ЗУ  обобщенное качество, определяемое совокупностью свойств и характеристик, обеспечивающих выполнение функций записи, хранения и считывания информации при определенных условиях эксплуатации. При оценке надежности ЗУ наиболее часто используют характеристики конструктивной, информационной, а также параметрической надежности.

Основные показатели конструктивной надежности:

 вероятность безотказной работы на заданном интервале времени;

 среднее время безотказной работы.

Информационная надежность ЗУ определяется его помехоустойчивостью, то есть способностью сохранять информацию при воздействии внешних дестабилизирующих факторов.