Про деякі типові ситуації при побудові вузлів та пристроїв на основі стандартних іс
Коефіцієнт об'єднання за входом (Коб) ЛЕ, коєфіцієнт розгалуження за виходом (Кроз) ЛЕ та середній час затримки розповсюдження сигнала ЛЕ (tзат.роз.сер.) вибираються згідно варіанта з таблиці 4.
Згідно даних таблиць вибирається принципова базова схема ЛЕ та її схемотехнічне виконання. Залежно від вимог можна використовувати різні серії мікросхем. При цьому необхідно вказати призначення елементів схеми, описати її функціонування.
Напруга джерел живлення, робочі струми, а також інші характеристики схеми логічного елемента, які не вказані в завданні, вибирає та обгрунтовує студент.
Вибрана принципова схема базового ЛЕ являє собою деяку сукупність певним чином з'єднаних компонентів. Компоненти, які входять до складу інтегральних схем, це - всі різновиди транзисторів, діодів, конденсаторів та резисторів. Тому, залежно від типу ЛЕ, застосовують ті або інші активні компоненти, які необхідні. В курсовому проекті треба коротко описати їх функціонування та навести еквівалентну схему заміщення. При цьому необхідно вказати призначення елементів схеми, коротко описати її функціонування
Розроблена проектувальником функціонально-логічна схема підлягає далі реалізації на наборі стандартних ІС тієї чи іншої серії або на наборі бібліотечних елементів тієї чи іншої ВІС/СВІС з програмованою структурою. В обох випадках можливі неспівпадання елементів схеми, що підлягають реалізації, і тих, що наявні для реалізації. Типовими ситуаціями є присутність у наявних елементів "зайвих" (тих, що в даному випадку не використовуються) входів, наявність в корпусах ІС зайвих елементів, або, навпаки, нестача в наявних елементів числа входів чи навантажувальної здатності.
Режими входів, що не використовуються
Питання про режим "зайвих" входів розв'язується з ураховуванням конкретного типу схемотехнології. Нехай, наприклад, потрібно отримати кон'юнкцію (або її інверсію) п'яти змінних. В стандартних серіях нема відповідних елементів з п'ятьма входами, тому доведеться взяти елемент з вісьма входами, у якого виявиться три "зайвих" входи. Принципово це можливо зробити таким чином: не звертати уваги на "зайві" входи (тобто залишити їх розімкнутими), під'єднати їх до задіяних входів, або подавати на них певні константи. З точки зору логічних операцій всі три можливості правомірні (рис. 4, а). Якщо ж врахувати особливості тої чи іншої схемотехнології, то вибір варіанта дій стає визначеним.
Для ЕЗЛ розв'язок такий: входи, що не використовуються, залишаються розімкнутими. Це пояснюється тим, що в схемах самих елементів вже передбачені спеціальні резистори, що пов'язані з джерелом живлення, які забезпечують необхідні умови "зайвим" входам.
Для КМОН та ТТЛШ входи, що не використовуються, розімкнутими не залишають. Для КМОН це сувора рекомендація, оскільки в них дуже великі вхідні опори, і, внаслідок цього, на розімкнені входи легко наводяться паразитні потенціали, що можуть змінювати роботу схеми або пошкодити її. Для ТТЛШ суворої заборони на залишання розімкнутих входів немає, але так робити зайве, оскільки внаслідок цього постраждають параметри швидкодії елемента. Під'єднання "зайвих" входів до задіяних для КМОН і ТТЛШ принципово можливо, але небажано, оскільки призводить до збільшення нагрузки на джерело сигналу, що також супроводжується зменшенням швидкодії.
Рис. 4. Принципово можливі (а) та рекомендовані (б) режими вмикання невикористаних входів
Таким чином, для КМОН і ТТЛШ режим входів, що не використовуються - під'єдання їх до констант (логічних одиниць або нулів), не змінюючим роботу схеми для задіяних входів. При цьому рівні напруг U1 та U0 для КМОН співпадають з рівнями Uдж та "землі", до яких і під'єднують входи, що не використовуються. У елементів ТТЛШ рівень U1 на 1,5..2 В нижче за рівень Uдж, тому для запобігання пробою входи, що не використовуються, підключають до джерела живлення Uдж через резистори R (типова рекомендація R = 1 кОм), причому до одного резистора дозволяється під'єднувати до 20 входів.
Приклади, що ілюструють перелічені засоби підключення входів ІС, що не використовуються, показані на рис. 4, б. Сигнали логічної одиниці можна отримувати від спеціального елемента, причому, якщо це потужний елемент, то він може мати коефіціент розгалуження до 30.