Метод_вк_КП

перемикання по інформаційному входу одночасно з переходом синхросигналу до стану заборони прийому інформації. Процес перемикання може початися, але потім зупинитися в певному проміжному стані, оскільки синхросигнал відключить тригер від інформаційних входів. Тригер, залишений сам на сам, рано чи пізно перейде в один із стійких станів (повернеться у попередній стан чи перейде в протилежний). Однак, якщо його залишити в точці, близької до рівноваги, то вихід з неї буде аномально довгим, і тригер надовго "зависне" у проміжному стані. Аномалії поділяються на метастабільні та коливальні. В першому випадку напруги на обох виходах тригера близькі до порогових напруг логічних елементів, з яких зібрано тригер. Ці напруги залишаються майже незмінними протягом всього часу дії аномалії. У другому випадку вихідні напруги тригера повільно коливаються навколо порогових напруг елементів.

Аномальні стани — неусувні явища, що пояснюють неминучість збоїв в роботі з асинхронними сигналами. Потрібно лише приймати дії щодо зниження частоти виникнення аномальних станів і доведення рівня збоїв до мінімальних значень.

5. ОФОРМЛЕННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ ТА ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ЗМІСТУ ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ

Матеріали, які подаються на захист курсового проекту, оформлюються у вигляді пояснювальної записки та креслень.

Пояснювальна записка повинна складатися з 20-25 друкованих аркушів формату А4, містити всі розрахункові матеріали, таблиці, схеми та перелік елементів. Розрахунковий матеріал складається з графіків, принципових схем та часових діаграм, отриманих в процесі моделювання. Всі необхідні позначки на схемах повинні бути стандартні.

Пояснювальна записка містить :

-титульний лист (зразок оформлення наводиться в додатку А);

-завдання на КП, затверджене керівником (додаток Б);

-зміст;

-анотацію (передмову) до проекту;

-перелік скорочень (за необхідністю);

-вступ (коротка характеристика сучасного стану напряму, до якого має безпосереднє відношення об’єкт проектування);

-основна частина (розділи, які містять усі необхідні розробки та обґрунтування, що супроводжуються відповідними розрахунками та ілюстраціями, алгоритми та програми для розрахунків, моделювання на персональному комп’ютері). В кінці кожного розділу наводяться висновки;

-висновки в кінці курсового проекту;

-список використаних літературних джерел (перелік посилань);

-лист переліку елементів;

-додатки.

Курсовий проект складається з двох частин - аналогової та цифрової електроніки. Аналогові схеми повинні розглядатися, як схемна основа реалізації цифрових елементів. Цифрова електроніка обмежена можливостями схемної реалізації елементної бази та найпростішим вузлом пристрою (тригера).

Пояснювальна записка оформлюється згідно з ДСТУ 3008 – 95 та ЄСКД (2.104 - 2.106).

Зміст пояснювальної записки поділяється на розділи та підрозділи, при необхідності - на пункти та підпункти.

Розділам в межах всієї пояснювальної записки присвоюються порядкові номери, які позначаються арабськими цифрами без крапки. Кожний розділ починається з нової сторінки, друкується великими літерами та розташовується посередині рядка. Найменування розділів повинні бути стислими та відповідати змісту, не підкреслювати. Крапка в кінці заголовка не ставиться.

Підрозділи повинні мати порядкові номери в межах кожного розділу. Номери підрозділів позначаються двома арабськими цифрами. Перша цифра означає номер розділу, друга - підрозділу. Між цифрами ставиться

крапка. Заголовки підрозділів слід починати з абзацного відступу і друкувати маленькими літерами, крім першої великої, не підкреслюючи, без крапки в кінці.

В основній частині повинні розглядатися:

Розділ 1. Проектування цифрового ключа (вибір схеми,

розрахунок звичайного цифрового ключа, характеристики транзисторного ключа, результати моделювання, аналіз результатів моделювання та висновки);

Розділ 2. Реалізація логічної функції. Логічна функція задана таблицею, яку називають таблицею відповідності. Дії над двійковими змінними здійснюються за законами алгебри логіки. Необхідно отримати мінімальну форму і побудувати принципову схему логічної функції з заданого типу логіки (ТТЛШ, ЕЗЛ, КМОН та ін.);

Розділ 3. Вибір логічного елемента (згідно зі своїм варіантом ЛЕ та його принциповою схемою, визначити необхідні активні та пасивні компоненти. Описати їх принцип роботи, навести еквівалентну схему, математичні вирази, що визначають основні характеристики схеми, статичні та динамічні характеристики. Порівняльний аналіз з іншими серіями елементів. Моделювання логічного елемента (отримання передатної і вхідної характеристики та перехідних процесів).

У наш час логічні елементи випускаються промисловістю у вигляді серій, які мають широку номенклатуру схем різного ступеня. Але в кожній серії виділяється, так звана, базова схема, яка визначає в основному статичні та динамічні параметри більшості інших схем даної серії. В цьому розділі, згідно зі своїм варіантом, повинна бути обґрунтовано вибрана базова схема ЛЕ, функціональний аналог даної серії, принципова схема ЛЕ, статичні та динамічні характеристики.

Розділ 4. Логічне проектування тригерної схеми. В даному розділі повинна бути відображена структура тригерної комірки шляхом описання входів та виходів, які контролюються, повинні бути проведені синтез та мінімізація (див. "Методику логічного синтезу тригерної комірки"). Повинні бути наведені результати логічного моделювання і проведено аналіз результатів моделювання.

Наприкінці пояснювальної записки розміщуються "Висновки" та “Перелік використаної літератури”, де вказується порядковий номер джерела, прізвище та ініціали автора, назва книги, місце видання, назва видавництва та рік видання.

Пояснювальна записка повинна бути підписана керівником та виконавцем.

6 ОФОРМЛЕННЯ ГРАФІЧНИХ ДОКУМЕНТІВ

Перелік графічних матеріалів у курсовому проекті визначається викладачем. Графічний матеріал виконується згідно з вимогами ЄСКД

доктора технічних наук. профессора О.Д.Азарова. – Вінниця: ВДТУ, 2002.- 170с.

2.Преснухин Л.Н., Воробьев Н.В., Шишкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств. – М.: Высшая школа, 1991.

3.Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. – М.: Радио и связь, 1990.

4.Завадский В.А. Компьютерная электроника. – Киев: ТОО Век, 1996.

5.Угрюмов Е.В. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2000.

6.Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. – М.: Радио и связь, 1982.

7.Соломатин И.М. Логические элементы ЭВМ. – М.: Высш. шк., 1987.

8.Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник / Под ред. Б.Н.Файзулаева, Б.В.Тарабрина. – М.: Радио и связь, 1986

9.Схемотехника ЭВМ / Под ред. Г.Н.Соловьева. – М.: Высш.шк., 1985.

10.В.А.Скаржепа, В.И.Сенько. Электроника и микросхемотехника: Сб. задач / Под общ. ред. А.А.Краснопрошиной. – К.: Вища шк., 1989.

11.Ланцов А.Л., Зворыкин Л.Н., Осипов И.Ф. Цифровые устройства на комплементарных МДП-интегральных микросхемах. – М.: Радио и связь, 1983.

12.Шагурин И.И., Петросянц К.О., Проектирование цифровых микросхем на элементах инжекционной логики. – М.: Радио и связь, 1984.

13.Полупроводниковые приборы: транзисторы: Справочник. / Под ред. Н.Н.Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

14.Интегральные микросхемы: Справочник. / Под ред. Б.В.Тарабрина. – М.: Радио и связь, 1984 15.Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – М.: Сов.радио,1980. – 424с.

16.Справочник. Цифровые интегральные микросхемы. / Под ред. П.П.Мальцева, Н.С.Долидзе, М.И.Критенко и др. - М.: Радио и связь, 1994.

17.Новиков Ю.В. Основи цифрової схемотехніки. Базові елементи та схеми. Методи проектування. – М.: Мир, 2001.- 379с.

18.Разевиг В.Д. Система схемотехнічного моделювання MicroCAP. – Москва ,”Солон”, 1997.

Додаток А

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З ДИСЦИПЛІНИ

КОМП'ЮТЕРНА ЕЛЕКТРОНІКА

Вінниця ВНТУ 2004

Додаток Б

ЗАВДАННЯ на курсовий проект з дисципліни

"Комп'ютерна електроніка"

Шифр:

1.Дані для розрахунку цифрового ключа:

2.Дані для складання принципової схеми логічного елемента (ЛЕ):

тип ЛЕ___________________________________________________

функція, що реалізується____________________________________

тип логіки________________________________________________

коефіцієнт об'єднання______________________________________

коефіцієнт розгалуження___________________________________

середній час затримки ЛЕ___________________________________

6. Дані для синтезу тригерної комірки:

тип тригера______________________________________________

таблиця переходів:

7.Завдання для роботи на персональному комп’ютері:

отримання перехідних процесів перемикання біполярного цифрового ключа, часову діаграму отриманої логічної функції, часову діаграму роботи ЛЕ, часову діаграму роботи нестандартного тригера та часову діаграму роботи стандартного тригера.

Завдання отримав студент гр.

Дата отримання_____________ Дата захисту_________________

Завдання видав

Додаток Д

&

&

&

&

&

&

&

&

&

Рисунок Д1 – Схема тригера і часова діаграма його роботи

Додаток E

Порівняння узагальнених параметрів цифрових мікросхем

Основними параметрами, які дозволяють проводити порівняння базових ЛЕ різних серій, є час затримки розповсюдження сигналу tр, споживана потужність Р та робота перемикання – добуток споживаної потужності на час затримки. Робота перемикання звичайно виражається в пікоджоулях, якщо потужність споживання – в міліватах, а затримка розповсюдження сигналу – в наносекундах. При порівнянні базових ЛЕ використовують типові значення параметрів. З роботи перемикання та числа ЛЕ на кристалі можна судити про рівень розвитку технології та схемотехніки цифрових мікросхем. Порівняння різних серій, що випускаються, показує, що найменшу роботу перемикання для біполярної технології досягнуто на ІС КР1533, а для КМОН-технології – на КР1554. Ще більш вражаючі результати отримані з застосуванням арсеніду галію – ІС К6500.

Використання діодів Шотткі та вдосконаленого технологічного процесу, застосування ізопланарної технології, дозволило зменшити споживану потужність і час затримок та створити малопотужні (530, КР1533, К555) та швидкодіючі (530, КР531, КР1531) ТТЛШ ІС.

Подальше вдосконалення КМОН-технології, створення транзисторів з довжиною каналу 1,2мкм дозволило розробити нову мікропотужну серію ІС КР1554 із швидкодією до 125МГц, аналогічною для швидкодіючих біполярних ТТЛШ ІС. Однак мала споживана потужність таких схем характерна на частотах до 10..30МГц. Зі збільшенням робочої частоти перемикання КМОН ІС зростає динамічна споживана потужність. На частотах вище 10МГц потужність споживання зростає і стає співмірною з потужністю споживання ТТЛШ ІС.

Найбільшу швидкодію в біполярних системах на кремнії досягнуто на ЛЕ ЕЗЛ-типу, однак робота перемикання таких мікросхем досить велика через велику споживану потужність. Мінімальний час затримки, отриманий у ЕЗЛ ІС (К1500), складає 0,7нс на ЛЕ при потужності споживання 40мВт.

Надвисоку швидкодію при малій потужності споживання вдалось досягнути в мікросхемах на основі арсеніду галію, робота перемикання ЛЕ таких схем складає десяті частини пікоджоуля при швидкодії 100...150пс.

Зниження роботи перемикання цифрових мікросхем різних схемотехнічних рішень за останнє десятиліття склало кілька порядків. Подальше її зменшення пов’язано з технологічними обмеженнями (мінімальними розмірами елементів, глибиною залягання переходів та ін.).

Мінімальні топологічні розміри, які реалізовано в мікросхемах близькі до гранично досягнутих значень, тому подальший прогрес в мікроелектроніці можливий в результаті використання нових

напівпровідникових матеріалів з великою рухливістю носіїв заряду. Такими перспективними матеріалами є арсенід галію GaAs, фосфід індію InP та ін. Реально обмеження роботи перемикання зумовлені фізичними процесами в транзисторах і основними властивостями напівпровідникового матеріалу.

Таблиця Е.1 – Порівняння різних серій мікросхем, які випускаються вітчизняною промисловістю

Додаток Ж

Таблиця Ж.1