- •146 Цифровая схемотехника Конспект цифровая схемотехника
- •2. Формирователи прямоугольных импульсов
- •10. Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика, базовые матричные кристаллы.
- •1.2 Прохождение импульсов через rc-цепи.
- •1.2.1 Напряжение и ток в rc-цепях под воздействием единичного скачка.
- •1.2.2 Дифференцирующая (укорачивающая) и разделительная rc-цепи.
- •1.2.3 Реальные rc-цепи при импульсном воздействии.
- •1.3 Фиксаторы уровня в дифференцирующих rc-цепях.
- •1.4 Интегрирующие rc-цепи.
- •Погрешности интегрирующей цепи:
- •2. Формирователи прямоугольных импульсов
- •2.1 Диодные ограничители последовательного и параллельного типа.
- •2.2 Линейные модели транзистора в режиме большого сигнала.
- •2.3 Расчет транзисторных ключей.
- •2.4 Транзисторный усилитель ограничитель.
- •2.5 Динамические характеристики транзисторных ключей.
- •3. Мультивибраторы
- •3.2 Транзисторный мультивибратор. Принцип действия, осциллограм-мы работы мультивибратора
- •3.3 Расчет периода колебаний мультивибратора
- •3.4 Регулировка частоты, термостабилизация и улучшение формы выходного напряжения мультивибратора.
- •3.5 Транзисторный одновибратор. Принцип действия, осциллограммы.
- •4. Потенциальные логичекие элементы
- •4.2 Диодная логика. Логика «и»
- •Логика «или»
- •Недостатки диодной логики: схемы критичны к внутреннему сопротивлению источников эдс (), обладают нестабильными уровнями логического «0» и «1».
- •4.3 Диодно-транзисторная логика (дтл)
- •4.4 Транзистор-транзисторная логика (ттл)
- •4.5 Логические элементы на моп и кмоп-структурах.
- •5.1 Мультивибраторы на потенциальных логических элементах.
- •5.2 Одновибраторы на потенциальных логических элементах.
- •5.2 Одновибраторы на потенциальных логических элементах.
- •Расчет длительности импульса одновибратора.
- •6.1 Кодирование временных интервалов.
- •6.2 Кодирование напряжение.
- •6.3 Аналогово-цифровые преобразователи (ацп). Основные характеристики и параметры.
- •6.3.1 Ацп на параллельных компараторах;
- •6.3.2 Ацп поразрядного кодирования.
- •6.4 Цифро-аналоговые преобразователи (цап). Структура, основные характеристики и параметры.
- •6.4.1 Взвешенная схема, управляющая напряжением.
- •6.5 Устройство выборки хранения.
- •7.1 Общая характеристика и принципы построения глин.
- •7.2 Автоколебательные глин на транзисторах.
- •7.3 Ждущие глин на транзисторах.
- •7.4 Глин на оупт.
- •8.2 Автоколебательный блокинг-генератор.
- •8.3 Ждущий блокинг-генератор.
- •8.4 Синхронизация блокинг-генератора.
- •9.1 Оперативные запоминающие устройства (озу) с произвольным доступом.
- •9.2 Статические и динамические зу.
- •9.3 Построение плат памяти.
- •9.4 Программируемые запоминающие устройства (пзу).
- •10. Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика, базовые матричные кристаллы.
- •10.2 Программируемые логические матрицы (плм).
- •10.2.1 Схемотехника плм
- •10.2.2 Подготовка задачи к решению с помощью плм
- •10.2.3 Программирование плм
- •10.2.4 Упрощенное изображение схем плм
- •10.2.5 Воспроизведение скобочных форм переключательных функций
- •10.2.6 Наращивание (расширение) плм
9.1 Оперативные запоминающие устройства (озу) с произвольным доступом.
9.2 Статические и динамические запоминающие устройства (ЗУ).
9.3 Построение плат памяти.
9.4 Программируемые запоминающие устройства (ПЗУ).
Любая ЭВМ в том числе мини, микро и микропроцессорная система обязательно снабжены памятью. Некоторые из них располагают памятью не большого объема, достаточную для того, чтобы разместить небольшие программы и данные. Объем памяти других систем таков, что используют полностью их адресные возможности. Платы памяти применяют ОЗУ статического и динамического типов, ПЗУ и особый способ быстрого обмена информацией с памятью, называемый прямым доступом к памяти (ПДП).
9.1 Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) с произвольным доступом.
МП процессоры, микро ЭВМ должны располагать возможностью чтения и записи команд в определенной программе данных, вырабатываемых этой программой. Следовательно, память должна позволять считывать и записывать информацию. Для архитектуры современных МП систем характерно наличие единого адресного пространства памяти, которое называется основной памятью. Часть основной памяти (большая) — оперативная память, память с возможностью, как чтения, так и записи в нее информации.
Большая часть МП устройств с памятью являются устройствами с произвольным доступом. Если память не обеспечивает возможности произвольного доступа, то ее относят к памяти с последовательным доступом, которая очень редко используется. Память с последовательным доступом применяется для размещения больших массивов информации, время обращения к которым не является критичным. В последовательной форме информация хранится на магнитной ленте, дисках, дискетах. Одной из основных характеристик памяти является быстродействие, которое характеризуется временем доступа к памяти и временем цикла к памяти.
Время доступа при чтении (записи) — время необходимое для вывода информации из памяти на шину данных после адресации (записи данных в адресную область). Время доступа к памяти ОЗУ на интегральных микросхемах порядка 200нс. Время доступа к памяти на магнитных лентах или дисках 1…10 с.
Время цикла — наименьший интервал между двумя обращениями к памяти, которое определяется не только временем доступа к памяти, но и временными характеристиками самой МП системы.
Различают энергозависимую и энергонезависимую память. В энергонезависимой памяти данные при отключении питания не разрушаются. Поэтому ЭВМ и МП системы должны иметь хотя бы малую энергонезависимую память для запоминания коротких программ, по которым программе МП может перезаписать в основную память команды из энергонезависимой внешней памяти.
Современные ЭВМ и МП системы содержат основную память полупроводникового типа на МОП-транзисторах. Память на МОП-структурах может быть статической и динамической. Статическая память проще с точки зрения организации, что особенно явно проявляется в ЗУ небольшого объема. ИМС динамической памяти требует ряд вспомогательных ИМС, что экономически целесообразно при больших объемах памяти, кроме того, содержание динамической памяти необходимо периодически регенерировать, что выполняется с помощью внешних ИМС.
В современных МП системах начинают применяться два вида полупроводниковой памяти:
Память на приборах с зарядовой связью (ППЗС);
Память на полупроводниковых магнитных доменах (ППМД).
Эти виды памяти относятся к памяти с последовательным доступом, большим объемом, но малой потребляемой мощностью.
В МП наиболее распространены системах статические ЗУ. Ячейка памяти представляет собой триггер. Ячейки объединяются в матричную структуру, т.е. строятся по строкам и столбцам. На рис. 9.1 представлена схемотически память объемом 4096 бит.
Рис. 9.1 ОЗУ объемом 4096 бит
Структура кристалла памяти одинакова для статической и динамической памяти. Каждая ИМС снабжена 12 адресными линиями А0-А11, которые поступают на дешифраторы строк и столбцов: А0-А5 — столбцы, которые преобразуют 6 разрядный адрес А0-А5 в сигнал, указывающий на один из 64 столбцов, аналогично работает дешифратор адреса строки А6-А11.
Выбирается ячейка, находящаяся на пересечении выбранной строки и столбца. Такой метод адресации позволяет выбирать одну из 4096 ячеек, находящихся в одном кристалле. Выбор осуществляется с помощью двухвходовой схемы «И». После выбора ячейки по установленному адресу в нее можно либо записать информацию, либо считать.