- •Введение
- •Глава 1. Системы элементов эвм
- •§ 1.1 Потенциальная система элементов ттл.
- •§ 1.2 Система элементов мдп (кмдп).
- •§ 1.3 Выходные каскады логических элементов.
- •1. Выход с открытым коллектором
- •2. Открытый эмиттерный выход
- •3. Выход с тремя состояниями
- •§ 1.4 Основные параметры логических элементов.
- •§ 1.5 Соглашения положительной и отрицательной логики.
- •§ 1.6 Особенности базисов современных элементов. Двойственность логических элементов.
- •§ 1.7 Разветвление по входу и выходу.
- •§ 1.8 Гонки.
- •§ 1.9 Гонки по входу.
- •Глава 2. Устройство эвм.
- •§ 2.1 Триггеры.
- •§ 2.2 Классификация триггеров.
- •§ 2.3 Синхронные (статические) rs-триггеры.
- •§ 2.4 D-триггер (dv-триггер).
- •§ 2.5 Класс двухступенчатых триггеров. Jk-триггер.
- •§ 2.6 Дешифраторы, шифраторы.
- •§ 2.7 Преобразователи произвольных кодов.
- •§ 2.8 Мультиплексоры.
- •§ 2.9 Регистры.
- •§ 2.10 Счетчики.
- •§ 2.11 Счетчики с параллельным переносом.
- •§ 2.12 Двоично-кодированные счетчики с произвольным модулем.
- •§ 2.13 Счетчики с недвоичным кодированием.
- •§ 2.14 Полиномиальные счетчики.
- •§ 2.15 Компараторы.
- •Глава 3. Сумматоры
- •§ 3.1 Инкременторы.
- •§ 3.2 Многоразрядные сумматоры с последовательным переносом.
- •§ 3.3 Сумматор с двухколейным переносом.
- •§ 3.4 Сумматоры с параллельным переносом.
- •Глава 4. Алу
- •§ 4.1 Классификация алу. Его назначение.
- •§ 4.2 Языки описания вычитаемых устройств.
- •§ 4.3 Алу для сложения (вычитания) чисел с фиксированной точкой.
- •§ 4.4 Методы умножения двоичных чисел.
- •§ 4.5 Алу для умножения чисел с фиксированной точкой.
- •§ 4.6 Деление целых чисел с фиксированной точкой.
- •§ 4.7 Арифметические операции над десятичными числами (двоично-десятичные сумматоры)
- •§ 4.8 Матричные умножители.
- •§ 4.9 Блок логических операций.
- •§ 4.10 Последовательные умножители.
- •Глава 5. Операции над числами с плавающей точкой.
- •§ 5.1 Сложение и вычитание чисел с плавающей точкой.
- •§ 5.2 Умножение чисел с плавающей точкой.
- •§ 5.3 Деление чисел с плавающей точкой.
- •§ 5.4 Драйверы, шинные приемопередатчики
- •Глава 6. Процессор, его состав
- •§ 6.1 Структурная схема цп
- •§ 6.4 Микропроцессоры
3. Выход с тремя состояниями
Каскад имеет управляющий вход OE.
При OE = 0 каскад имеет стандартный выход, т.к. VT3 закрыт, D1 и D2 закрыты и не влияют на входы транзисторов VT1 и VT2, которые в этом случае управляются только логическим элементом.
При OE = 1 (логический сигнал) D1 и D2 открываются, и на базы VT1, VT2 подаются нулевые сигналы, транзисторы закрываются и на выходе каскада появляется третье состояние (Z-состояние), т.е. высокий импенданс (выход отключается от нагрузки).
Широко применяется в ВТ, особенно при использовании числовых магистралей.
Очевидно, выход с тремя состояниями может быть применен для получения монтажного ИЛИ.
§ 1.4 Основные параметры логических элементов.
Параметры логических схем элементов определяются по передаточным входным и выходным характеристикам (обозначение параметров определяется ГОСТом 17021-88). По результатам измерения параметров делается вывод о пригодности элемента или микросхемы в той или иной области.
Основные статистические параметры:
Наименование |
Употребляемое |
Гостированное |
Напряжение питания |
U пит |
UCC |
Входное напряжение низкого уровня |
U0вх |
UIL |
Входное напряжение высокого уровня |
U1вх |
UIH |
Выходное напряжение низкого уровня |
U0вых |
UOL |
Выходное напряжение высокого уровня |
U1вых |
UOH |
Ток питания |
I пит |
ICC |
Входной ток низкого уровня |
I0вх |
IIL |
Входной ток высокого уровня |
I1вх |
IIH |
Выходной ток низкого уровня |
I0вых |
IOL |
Выходной ток высокого уровня |
I1вых |
IOH |
Динамические параметры:
tPHL - задержка распространения при переходе с высокого на низкий уровень
tF - время переднего фронта (спада)
tR - время заднего фронта (нарастания)
UЛП - напряжение логического перепада
tР - время распространения сигнала
(если элемент один, то это – среднее арифметическое tPHL и tPLH)
Замечание: удобным критерием сравнения элементов является произведение
pпотр.·tp (чем произведение меньше, тем более быстродействующей является машина)
pпотр – мощность потребления элементов (должна быть как можно меньше)
Важным параметром элемента является его амплитудная передаточная характеристика:
Uвых = f (Uвх)
Для устойчивой работы элемента необходимо, чтобы входному напряжению Uвх соответствовало напряжение Uвых:
Uвх ≤ U0вх max → Uвых ≥ U1вых min
Uвх ≥ U1вх min → Uвых ≤ U0вых max
Очевидно, помеха не должна превышать Uвх max и Uвх min.
Входное напряжение должно находиться в пределах U1вх min < Uвх < U0вх max.
Входная характеристика: Iвх = (Uвх) – для определения входного сопротивления
Выходная характеристика: Uвых = (IН) – для расчета выходного сопротивления – см. базовую схему элемента ТТЛ
(см. справочник Файзулаева)
Серии логических элементов.
Серией микросхем называют группу микросхем, выполненных по одной технологии, имеющих сходные характеристики (параметры) и предназначенных для совместной работы в устройствах (обозначение определяется ГОСТом 17021-75).
Условное обозначение может состоять из:
Буквы или двух – характеризуют стойкость микросхемы к воздействию окружающей среды и связанный с этим тип корпуса;
Трех или четырех цифр – обозначают номер серии;
Двух букв – характеризуют выполняемую функцию;
Одной или двух букв – обозначают тип микросхемы внутри функциональной группы;
Буквы – характеризует возможные вариации значений некоторых параметров (например, выходной мощности, часто не используется).
Пример: КР1554ЛА1 (2 логических элемента 4-И-НЕ).
К - условие приемки на заводе;
Р - особенности конструкции корпуса (расположение выводов и т.д.);
1 - группа по конструктивно-технологическому исполнению;
554 - номер серии;
Л - подгруппа;
А - вид по функциональному назначению (функция И-НЕ);
1 - номер разработки в данной серии.
Габариты микросхемы определяются не размером кристалла, а числом выводов из нее (от 14 до нескольких сотен) (14, 16, 24, …).
Логические возможности микросхемы часто обозначают в сокращенной форме (2-2И-3ИЛИ-НЕ)
2 - два элемента в одной микросхеме;
2И - двух-входовые элементы И;
3ИЛИ - элемент ИЛИ трех-входовый
Корпуса микросхем бывают, в основном, двух типов:
выводы микросхемы перпендикулярны плоскости корпуса (ДИП-корпус, шаг 2,5 мм);
выводы микросхемы находятся в плоскости микросхемы (планарный корпус, шаг 1,25 мм).