Московский Государственный Институт Электронной Техники

(Технический Университет)

Курсовой проект на тему:

«Демультиплексор из 1 в 16»

по дисциплине:

Компьютерное моделирование

интегральных приборов

Выполнил: Ермолаев Д. К.

Группа: ЭКТ-36

г. Москва

2005г.

Содержание.

Содержание. 2

Мультиплексоры и демультиплексоры 3

Мультиплексор 3

Демультиплексор 4

Предварительный расчет параметров транзисторов: 10

Расчет допустимой максимальной длины участка межсоединений: 10

Мультиплексоры и демультиплексоры

Мультиплексор

Мультиплексор – это устройство, осуществляющее выборку одного или нескольких входов и подключает его к своему выходу.

Условное обозначение:

D₀ - D₃ - входы данных

A₀ - A₁ - адресный вход

C - вход синхронизации

Q и - прямой и инверсный выходы

00		D0 Q
01		D1 Q
10		D2 Q
11		D3 Q
	Адреса			Стр.	Вых.
	A1		A0
	X		X	1	0
	0		0	0	D0
	0		1	0	D1
	1		0	0	D2
	1		1	0	D3

Каждому информационному входу мультиплексора присваивается адрес (D₀ - D₃). При подачи сторобирующего сигнала (сигнал на вход С) мультиплексор выбирает один из входов, адрес которого подается в двоичном коде на адресные входы и подключает его к выходу. Таким образом подавая на адресные входы адреса различных информационных входов можно передать цифровые сигналы с этих входов на выход Q. Следовательно, число информационных входов n_инф. И число адресных входов n_адр связаны следующим соотношением: .

Мультиплексорное дерево

П ромышленностью выпускаются мультиплексоры, в которых количество адресных входов не более 4-х. Если необходимо смонтировать более 16-и каналов используется мультиплексорное дерево.  

Демультиплексор

Демультиплексор - устройство, имеющие один информационный вход, адресные входы и несколько выходов, осуществляющие коммуникацию входа на тот вход, адрес которого задан на адресных входах. (Е- вход разрешения работы).

Условное обозначение:

С помощью демультиплексора и мультиплексора можно построить коммутатор каналов.

Манипулируя сигналами x₁ - x₄, можно скоммутировать любые входные и выходные цепи, т.е. например сигнал со входа D₀ подать на выход Q₂, для чего на адресные входы подаём: x₁=0; x₂=0; x₃=0; x₄=1.

Демультиплексорное дерево

Строится в том случае, если не хватает адресных входов, для реализации необходимого количества коммутируемых каналов.

Исходная логическая схема проектируемого устройства:

Электрические схемы используемых логических элементов в КМДП-базисе

Предварительный расчет параметров транзисторов:

1. 

2. , ,

3. Полагая, что , получим

Размеры транзисторов в логических элементах для наихудшего случая:

а) 2-ИЛИ-НЕ:

б) 3-ИЛИ-НЕ:

Расчет допустимой максимальной длины участка межсоединений:

hpoly, мкм	TokPoly, мкм	hMe, мкм	TokMe, мкм	Wpoly,		Me,		dok, нм
				мкм		мкм	
0,25	0,4	0,7	1,1	2	0,6	3	0,9	15

h_k, мкм = 45 d_ok – длина канала;

- без межсоединений;

- с межсоединениями;

(*)

где - погонное сопротивление и емкость соответственно

таким образом коэффициенты квадратного уравнения (*) равны:

и уравнение вида будет иметь решение:

Результаты расчета переходных процессов в логических элементах в программе Schematics:

1) Инвертор:

2) 2ИЛИ-НЕ:

3) 3ИЛИ-НЕ:

Задержки на элементах:

	инвертор	2ИЛИ-НЕ	3ИЛИ-НЕ
t10 , нс	0,127	0,43	1,108
t01 , нс	0,08	0,319	0,3

Топология логических элементов:

1) Инвертор:

Топологическая площадь составляет:

2) 2ИЛИ-НЕ:

Топологическая площадь составляет:

3) 3ИЛИ-НЕ:

Топологическая площадь составляет:

4) Топология всего устройства:

Топологическая площадь составляет:

Результаты моделирования устройства в целом в программе Schematics

Входной сигнал:

Выходной сигнал:

Результаты логического моделирования:

Таблица истинности:

Выводы

В итоге разработки устройства мы получили следующее:

- элемент Инвертор имеет топологическую площадь равную

, ;

- элемент 2ИЛИ-НЕ имеет топологическую площадь равную

, ;

- элемент 3ИЛИ-НЕ имеет топологическую площадь равную

, ;

- общая площадь устройства равна .

21