Лекція №2. Можливості цифрової техніки. Загальна характеристика цифрових логічних інтегральних мікросхем.

Для обробки та перетворення інформації використовуються цифрові методи. Вони базуються на використанні сигналу в цифровій формі (тобто 1 та 0).

Ці сигнали обробляються цифровими інтегральними мікросхемами (ЦІМ).

Основний елемент ЦІМ - електронний ключ.

За методом кодування ЦІМ поділяються на додатної та від’ємної логіки.

Для додатної логіки високому рівню відповідає 1, а низькому - 0, для від’ємної навпаки.

ЦІМ виготовляються серіями. ЦІМ різних серій мають різну кількість входів, а виходів не більше 8. Найбільше використання отримали схеми І, АБО, НІ, І-НІ, АБО-НІ та інші; види тригерів RS, T, D, JK та інші.

Для оцінки логічних елементів використовують вхідну, вихідну та передаточну статичні характеристики.

Вхідна характеристика при I_вих=0. (служить для визначення умов поєднання даного елемента з попереднім).

Вихідна характеристика при I_вх=0. (служить для визначення умов поєднання даного елемента з послідуючим).

Передаточна характеристика при I_вих=0. (визначає поріг спрацьовування елементів).

Статичні характеристики дозволяють визначати параметри ЦІМ:

• потужність споживання логічного 0 - ;

• потужність споживання логічної 1 - ;

• середня потужність споживання Р_спож.;

• вхідна та вихідна напруги логічного 0;

• вхідна та вихідна напруги логічної 1;

• вхідний та вихідний струми логічного 0;

• вхідний та вихідний струми логічної 1;

• порогова напруга логічного 0 - (найбільше значення низького рівня в момент переходу з одного стійкого стану в інший).

• порогова напруга логічної 1 - (найменше значення високого рівня в момент переходу з одного стійкого стану в інший).

• коефіцієнт поєднання за входом - k_поєдн - кількість входів мікросхеми, по яким реалізується логічна функція.

• коефіцієнт розгалуження за виходом - k_розг - кількість одиничних навантажень, які одночасно можна під’єднати до виходу логічної схеми.

Динамічні параметри ЦІМ:

• час переходу зі стану логічного 0 до логічної 1 - t^0,1;

• час переходу зі стану логічної 1 до логічного 0;

• час затримки включення - ;

• час затримки проходження сигналу в момент

вмикання - ;

• час затримки проходження сигналу в момент

вимикання - ;

• середній час затримки проходження сигналу - .

Аналіз роботи ЦІМ базується на використанні алгебри логіки. Тут є два вислови: подія відбулася чи ні, тобто так, ні. Кожна подія має значення істинності - 1; або ні - 0.

Якщо подія відбулася - 1, ні - 0.

Найбільше використання отримав двійковий код. Якщо величина має два значення (1 та 0), то вона має назву двiйкової змінної.

Кожна двійкова змінна може мати зворотну величину, що має назву інверсія.

Якщо х = 0, то інверсія .

Змінна має назву НІ.

Якщо з простими подіями виконати логічні операції, можна отримати складну подію або логічну функцію. Виконання логічних операцій над двійковими змінними полягає в основі обробки інформації.