3.11.2 Основные факторы, которые должны быть учтены при построении принципиальных схем

Из этапов схемного синтеза комбинационных узлов далее более детально рассмотрим этап построения принципиальных схем, т.к. этап перехода в требуемый базис в зависимости от средств реализации функций, примененных при проведении абстрактного синтеза, уже либо выполнен в процессе абстрактного синтеза, либо вообще не требуется потому, что в качестве таких средств реализации выбраны ИС более высокой степени интеграции. Что касается разработки монтажной схемы, изготовления устройства и его испытания, то это вопросы, относящиеся к компетенции конструкторов и непосредственно изготовителей, поэтому в процессе освоения данной дисциплины рассматриваться не будут.

В первую очередь в процессе схемного синтеза на этапе разработки принципиальных схем необходимо обратить внимание на соблюдение выполнения следующих основных параметров используемых в проекте ИС.

3.11.2.1 Питающие напряжения ис

Питающие напряжения ИС, которые, в случае применения в проекте различных серий, могут быть разными для выбранных ИС. С целью достижения минимальной стоимости проекта необходимо добиваться минимального количества питающих напряжений, либо принять необходимые меры, таких, как введение в принципиальную схему специальных электронных устройств, позволяющих получать из одного питающего напряжения (к примеру, +12 В), требуемых для функционирования всех ИС (к примеру, +6 В и 3.3 В).

3.11.2.2 Уровни логических сигналов

Уровни логических сигналов для представления лог. «0» и лог. «1», в случае применения ИС разных серий. В данном случае речь идет об электрической совместимости цифровых схем, суть которой заключается в обеспечении согласованности полярности и уровней напряжений логического “0” и логической “1”.

3.11.2.3 Нагрузочная способность

Нагрузочная способность (коэффициент разветвления по выходу). Коэффициент разветвления по выходу (К_раз) показывает на какое количество логических входов может быть одновременно нагружен выход данного логического элемента. Обычно К_раз для наиболее часто используемых серий равен 10. Иногда вместо К_раз задается предельно допустимое значение выходного тока логического элемента в состоянии «0» или «1».

При построении КУ может оказаться, что выход k-го логического элемента нагружен n > К_раз входов других ЛЭ (рис. 3.29,а). Это означает, что k-й логический элемент перегружен и необходимо принять меры, устраняющие указанное явление. Существуют два способа обеспечения заданного К_раз:

• использование дополнительных развязывающих усилителей;

• дублирование перегруженного элемента.

Схема с использованием дополнительных развязывающих усилителей представлена на рис. 3.29,б. Количество p дополнительных усилителей, необходимых для обеспечения заданного К_раз, определяется по формуле:

p > (n - К_раз) / (К_раз - 1)

Недостаток рассматриваемого способа в том, что в цепь распространения сигнала вносится дополнительная задержка, что не всегда допустимо.

Схема с использованием дублирования перегружаемого элемента представлена на рис. 3.29,в. Количество p дополнительных элементов, выполняющих ту же функцию, что и k-й элемент, определяется по формуле: p > К_раз.

При таком способе обеспечения К_раз дополнительная задержка не вносится, но увеличивается нагрузка на элементы, формирующие сигналы и, что может привести к перегрузке этих элементов и введению дополнительных элементов для обеспечения заданногоК_раз.

Рис. 3.29. Способы обеспечения требуемого К_раз.