6.4Выбор и обоснование элементной базы

Выбор и обоснование элементной базы производится в соответствии с исходными данными на проект и разработанной функциональной схемой узла.

В настоящее время перспективными являются системы элементов ТТЛ, ТТЛШ, ЭЛС, КМОП.

Элементы ТТЛ имеют наилучшее сочетание технических параметров, они обладают сравнительно высоким быстродействием при относительно большой потребляемой мощности, высокой помехоустойчивостью и большой нагрузочной способностью.

Система ТТЛШ (ИМС с диодами Шотки) позволяет получить большее быстродействие или уменьшение потребляемой мощности при некотором уменьшении быстродействия.

Системы ЭСЛ-типа имеют наибольшее быстродействие, большую нагрузочную способность, но имеют большую потребляемую мощность и меньшую помехоустойчивость.

Системы элементов КМОП используются в устройствах с малым потреблением мощности, а также в устройствах, работающих в условиях сильных помех. По быстродействию ИМС КМОП уступают микросхемам ЭЛС и ТТЛ.

В этом подразделе курсового проекта приводится сравнительная оценка серий элементов, удовлетворяющих заданным климатическим и механическим воздействиям, быстродействию, потребляемой мощности, в соответствии, с чем обосновывается окончательный выбор конкретной серии интегральных микросхем.

После того как осуществлен и обоснован выбор используемой системы и серии элементов, необходимо выполнить общее описание выбранной серии элементов, которое должно содержать:

• особенности описываемой серии элементов, ее достоинства и недостатки;

• количественный и качественный состав серии;

• электрические принципиальные схемы используемых элементов;

• описание функционирования элементов.

6.5Выбор и обоснование электрической принципиальной схемы устройства

В соответствии с ГОСТ ЕСКД 2.701-84 электрическая принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает полное представление о принципах работы проектируемого устройства.

На данном этапе курсового проектирования осуществляется переход от выбранной функциональной схемы к схеме принципиальной электрической. Составление электрической принципиальной схемы включает ряд этапов (в зависимости от конкретного задания):

• составляется таблица истинности, определяющая функционирование устройства;

• записывается логическое выражение в виде СДНФ или СКНФ;

• осуществляется минимизация логической функции с использованием одного из известных методов (алгебраического, метода Квайна - Мак-Класки, метода Вейча-Карно);

• осуществляется переход к заданному логическому базису и имеющимся микросхемам;

• составляется электрическая принципиальная схема таким образом, чтобы внутри отдельных микросхем оставался минимум неиспользованных элементов;

• составляются временные диаграммы, поясняющие работу устройства;

• производится описание функционирования устройства

6.6Ориентировочный расчет быстродействия и потребляемой мощности

В данном подразделе приводятся временные диаграммы работы узла для заданных микроопераций с учетом максимального разброса задержек распространения сигналов через элементы. По временной диаграмме дается оценка длительности выполнения микроопераций.

Аналитически максимальную задержку в схеме можно определить через задержки отдельных элементов, которые указаны в их технических характеристиках [Л. 10]. Для расчета мощности, потребляемой устройством, необходимо просуммировать паспортные значения потребляемой мощности всех элементов схемы.