2 Конструкторська частина

2.1 Обґрунтування вибраної елементної бази

Введення

В основу будь-якого арифметико-логічного пристрою ЕОМ входить суматор. Він виконує операції додавання і віднімання, причому операція віднімання в суматорі видається, як операція складання з негативним числом. Суматор використовується, як складова частина більш складних арифметико-логічних пристроїв. Залежно від способу роботи суматори бувають паралельні і послідовні. У паралельному суматорі складання всіх розрядів відбувається практично одночасно, а у послідовному - по черзі від молодших розрядів до старших. Може здійснюватися складання чисел, як з фіксованою, так і з плаваючою комою.

Одна з важливих характеристик суматора - розрядність. Розряди поділяються на знакові і цифрові. Знакові розряди містять знак числа, цифрові вказана кількість, над яким виконується операція додавання. Існують три основні коду подання чисел: прямий, зворотний і додаткові. При перекладі з одного коду в інший змінюються лише цифрові розряди. Знакові розряди залишаються постійними в будь-якому коді. У даній роботі був спроектований послідовний 16-ти розрядний суматор (2 знакових розряду і 14 цифрових) з фіксованою комою. Суматор виконує додавання чисел у зворотному коді. У разі, якщо після складання знакові розряди відрізняються, фіксується переповнення. У процесі схемотехнічного проектування суматора були враховані такі особливості пристроїв послідовного, як подання синхросигналу та погодження часових затримок.

Серією називають сукупність мікросхем різного функціонального призначення, які мають узгоджені електричні й часові параметри для спільного використання. До складу сучасних поширених серій входять десятки типів мікросхем - від ЛЕ до функціонально закінчених вузлів: лічильників, суматорів, запам'ятовуючих вузлів, мікропроцесорів тощо.

Відомі типи мікросхем в залежності від технології виготовлення:

1. ДТЛ - діодно-транзисторна логіка.

2. ТТЛ - транзисторно-транзисторна логіка.

3. ЕЗЛ - емітерно-зв'язана логіка.

4. І2Л & mdash; інтегрально-інжекційна логіка.

5. КМОН - логіка на комплементарних парах структури метал-окисел-напівпровідник.

Найпоширеніші в комп'ютерній схемотехніці серії це КМОН і ТТЛ.

Навіть якщо внутрішня будова схеми зроблена за іншою технологією, то вихідні пристрої організовані як елементи з властивостями ТТЛ (рідше КМОН).

Мікросхеми, які належать до ТТЛ, виконані за так званою біполярною технологією. Ці інтегральні схеми містять елементи, схожі на окремо виготовлені (дискретні) біполярні транзистори, діоди і резистори, причому діоди виготовляють на основі транзисторів. Звідси назва ТТЛ - транзисторно-транзисторна логіка.

Мікросхеми серій ТТЛ живляться від джерела постійної напруги 5 В ± 5 % споживають струм (залежно від призначення) від 10 до 100 мА. Напруга високого рівня (рівня логічної одиниці) становить не менше 2,4 В (типове значення 3,2...3,5 В), напруга

низького рівня (рівня логічного «0») — не менше 0,4 В (типове значення 0,1...0,2 В).

Для більшості логічних елементів серії ТТЛ Кроз. = 10,

де Кроз.-коефіцієнт розгалуження по виходу рівний числу одиничних навантажень, які можна одночасно підключити до виходу ЛЕ. Рід одиничним навантаженням розуміють один вхід іншого ЛЕ, підключений до виходу першого ЛЕ.

Гранична робоча частота мікросхем ТТЛ серії К555 становить ЗО МГц.

Середня потужність споживання базових елементів серії К 555 становить кілька

десятків міліват.

Завадостійкість базових логічних елементів оцінюють у статичному і динамічному режимах. При цьому статична завадостійкість визначається рівнем напруги, яка подається на вхід елемента відносно рівнів логічних «0» і «1», при якій стан на виході схеми не змінюється. Для елементів ТТЛ статична завадостійкість становить не менш як 0,4 В.