- •Министерство образования Российской Федерации
- •Содержание
- •Введение
- •Сравнительный анализ возможных вариантов реализации.
- •Описание возможных вариантов реализации разрабатываемого узла на уровне функциональной схемы без конкретизации логического базиса.
- •Основным критерием выбора варианта реализации в данной работе является потребляемая мощность.
- •Описание элементов используемой серии
- •Разработка принципиальной схемы узла
- •Ориентировочный расчет максимального времени переходных процессов в схеме
- •Разработка схемы генератора тактовых импульсов
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложения Перечень элементов
Министерство образования Российской Федерации
Восточно-Сибирский Государственный
Технологический Университет
кафедра ЭВС
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»
на тему: «Разработка специализированного цифрового узла»
Вариант 1.20/2
Выполнил: студент группы 628
Дибров М.
Оценка_____Дата защиты___________
Руководитель: Могнонов П. Б. 5
г. Улан – Удэ
2012 г.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ
ПРОЕКТ
Задание на курсовой проект
Разработать распределитель тактовых импульсов,формирующий на выходах Zi в автоколебательном режиме из 24 входных импульсов (с выхода ГТИ) последовательности, показанные в таблице 1.
Возможны варианты реализаций на основе сдвигающего, реверсивного сдвигающего регистров, двоичного счетчика с дешифратором, реверсивного двоичного счетчика с дешифратором и др.
Таблица 1.
N |
Номера импульсов, проходящих на выход распределителя | |||||||||
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Z4 |
Z5 |
Z6 |
Z7 |
Z8 |
Z9 |
Z10 | |
24 |
1,19 |
2,18, 20,24 |
3,17, 21,23 |
4,16, 22 |
5,15 |
6,14 |
7,13 |
8,12 |
9,11 |
10 |
Содержание
Задание на курсовой проект……………….……………………...1
Содержание…………………………………………………………….……...3
Введение……………………………………………………………….…...5
Сравнительный анализ возможных вариантов реализации……………………………………………….……………......9
Описание возможных вариантов реализации……………...….............10
Выбор наилучшего варианта реализации…………………………......12
Выбор и описание используемой системы элементов…13
Выбор типа системы элементов и конкретной серии………………...15
Описание используемых элементов……………………………….......17
РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УЗЛА………..……….……18
РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАТОРА ТАКТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ……..22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………..………………………………..24
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………….26
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………28
Введение
Широкое внедрение цифровой техники во многие отрасли науки и техники тесно связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габариты и массу, ненадежно работали из-за большого количества элементов и особенно паяных соединений. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а в последнее время многие десятки и сотни тысяч и даже миллионы компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность отдельной микросхемы мало зависит от количества элементов и близка к надежности одиночного транзистора, а потребляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко уменьшается по мере повышения степени интеграции.
Спустя 10 лет практически все серийные ЭВМ строились не на транзисторах, а на цифровых ИС. Тогда же появились первые разработки ЭВМ четвертого поколения, отличающиеся широким внедрением больших интегральных микросхем (БИС). Именно свойства и характеристики БИС определяют технические характеристики перспективных ЭВМ. Среди современных БИС особое место занимают микропроцессоры (МП). Освоение в производстве МП, представляющих собой ИС с повышенной функциональной гибкостью, позволяет по-новому организовать обработку цифровых сигналов и поэтому надеяться на широкое внедрение цифровых методов обработки информации даже там, где применение электроники ранее не давало существенного эффекта. На базе микропроцессорных комплектов создаются достаточно емкие как универсальные, так и специализированные вычислительные устройства. В двадцатилетней истории развития технологии и схемотехники цифровых ИС можно условно выделить четыре этапа.
Первый (60-е годы) - разработка базовых серий ИС малой степени интеграции, выполняющих простые логические функции. Их применение стандартизовало многие процессы проектирования вычислительных средств. Были внедрены новые приёмы конструирования РЭА.
Второй этап (70-е годы) - разработка ИС средней степени интеграции, таких как счетчики, регистры, дешифраторы, матрицы ЗУ с числом эквивалентных элементов не более 1000. Функциональный состав разработанных на предыдущем этапе серий постоянно расширяется именно за счет ИС.
Массовое производство ИС малой и средней степени интеграции стало отправным пунктом для выпуска первых БИС с числом элементов до 10 тыс. Этот (условно - третий) этап развития относится к концу 70-х годов.
На четвертом этапе имеются технологические возможности изготавливать серийно БИС с числом элементов, на порядок большим.
За 30 лет развития цифровых микросхем базовые электронные ключи развивались в следующей последовательности: резистивно-транзисторная логика (РТЛ), резистивно-ёмкостная транзисторная логика (РЕТЛ), диодно-транзисторная логика (ДТЛ), транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ), эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ), транзисторно-транзисторная логика с диодами Шотки (ТТЛШ), интегральная инжекционная логика (ИЛ). В этих обозначениях словом “логика” заменяется понятие “электронный ключ”.
Наряду с биполярными схемами широкое распространение получили цифровые микросхемы на МОП- структурах (на транзисторах p- и n- типов с обогащенным каналом, КМОП- схемы на дополняющих транзисторах). Серии РТЛ, РЕТЛ и ДТЛ хотя и продолжают выпускаться промышленностью, но используются только для комплектации серийной РЭА и не применяются в новых разработках. Наиболее широкое распространение в современной аппаратуре получили серии микросхем ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ и схемы на МОП- структурах.
Темпы и объёмы вложений в микроэлектронику предопределили быстрый переход от больших интегральных схем (БИС) к сверхбольшим (СБИС), осуществлённый за счёт уменьшения размеров элементов. Снижение норм проектирования (размеров элементов) СБИС - это не только погоня за повышением технических характеристик вычислительных систем, но и снижение затрат на производство электронной аппаратуры.
Микроэлектроника является одной из наиболее быстро развивающихся областей науки и техники. Непрерывно улучшаются технические показатели и расширяются функциональные возможности микроэлектронных изделий - интегральных микросхем.
Важнейшей задачей, решаемой с помощью методов и средств микросхемотехники, является схемотехническая разработка новых типов интегральных схем. Исходное техническое задание на проектирование микросхемы содержит описание функций, которые она должна выполнять в электронной аппаратуре, и требования к её основным параметрам (мощность, быстродействие и т.д.)
В современной микросхемотехнике используются различные варианты схем логических элементов и аналоговых каскадов. Поэтому на первом этапе схемотехнического проектирования микросхемы обычно производится выбор элементной базы из числа уже разработанных вариантов схем логических элементов или аналоговых каскадов.
Проектирование и производство микросхем сильно зависят от разработанной технологии, на базе которой будут изготовляться микросхемы.
При проектировании новых типов интегральных микросхем микросхемотехника решает задачу разработки схемных и структурных решений, учитывающих и использующих специфические особенности интегральной технологии для наилучшего выполнения требований технического задания. Развитие микросхемотехники и технологии изготовления микросхем обеспечивает улучшение характеристик радиоэлектронной аппаратуры и расширения её функциональных возможностей, стимулируя дальнейшее внедрение микроэлектроники во все сферы человеческой деятельности.