2.Базовые матричные кристаллы.

Базовый матричный кристалл (БМК) (англ. gate array, англ. Uncommited Logic Array, ULA) — большая интегральная схема. В отличие от ПЛИС программируется технологически, путём нанесения маски соединений последнего слоя металлизации.

Достоинство БМК состоит в следующем. Разработчику необходимо применить оригинальные схемные решения на основе БИС, но существующие БИС для этих целей не подходят. Разрабатывать с нуля и производить очень долго, неэффективно и дорого. Выход — использовать базовые матричные кристаллы, которые уже разработаны и изготовлены. Базовый матричный кристалл напоминает библиотеку подпрограмм и функций для языков программирования. На нём разведены, но не соединены элементарные цепи и логические элементы. Заказчиком разрабатывается схема соединений, так называемая маска. Эта маска наносится в качестве последнего слоя на базовый матричный кристалл и элементарные схемы и разрозненные цепи на БМК складываются в одну большую схему. В итоге заказчик получает готовую БИС, которая получается ненамного дороже исходного БМК.

Основное применение БМК — средства вычислительной техники, системы управления технологическими процессами.

БМК — это набор регулярно расположенных элементов (базовых ячеек), которые могут соединяться между собой для образования различных электронных схем.

В первых БМК между ячейками были оставлены сво­бодные зоны для создания соединений между нужными ячейками. Такие БМК назывались канальными, где показана часть матрицы базовых ячеек (БЯ), вертикальные (1) и горизонтальные (2) каналы для трас­сировки.

БМК, в зависимости от схемотехнической разновидно­сти базовых ячеек, подразделяют на цифровые, аналого­вые и цифро-аналоговые. Диалоговые БМК позволяют реализовывать операционные усилители, коммутаторы и т. п. Они менее распространены в сравнении с цифровыми.

Основой БМК является кристалл полупроводника, в середине которого расположена матрица базовых ячеек, а по его краям — периферийные ячейки, содержащие эле­менты для ввода и вывода сигналов (контактные площад­ки, выходные усилители и т. п.).

Билет №11.

1.Счетчики.

Счетчик импульсов — это последовательностное циф­ровое устройство, обеспечивающее хранение слова инфор­мации и выполнение над ним микрооперации счета, за­ключающейся в изменении значения числа в счетчике на 1. По существу счетчик представляет собой совокупность соединенных определенным образом триггеров. Основной параметр счетчика — модуль счета. Это максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчита­но счетчиком. Счетчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Счетчики классифицируют:

по модулю счета:

• двоично-десятичные;

• двоичные;

• с произвольным постоянным модулем счета;

• с переменным модулем счета;

по направлению счета

• суммирующие;

• вычитающие;

• реверсивные;

по способу формирования внутренних связей:

• с последовательным переносом; .

• с параллельным переносом;

• с комбинированным переносом;

• кольцевые.

Рассмотрим суммирующий счетчик (рис. 3.67, а). Такой счетчик построен на четырех JK-триггерах, которые при наличии на обоих входах логического сигнала «1» пере­ключаются в моменты появления на входах синхрониза­ции отрицательных перепадов напряжения.

Временные диаграммы, иллюстрирующие работу счет­чика, приведены на рис. 3.67, б. Через К_си обозначен мо­дуль счета (коэффициент счета импульсов). Состояние ле­вого триггера соответствует младшему разряду двоичного числа, а правого — старшему разряду. В исходном состоя­нии на всех триггерах установлены логические нули. Каж­дый триггер меняет, свое состояние лишь в тот момент, когда на него действует оправдательный перепад напряже­ния. Таким образом, данный счетчик реализует суммиро­вание входных импульсов. Из временных диаграмм видно, что частота каждого последующего импульса в два раза меньше, чем предыдущая, т. е. каждый триггер делит час­тоту входного сигнала на два, что и используется в дели­телях частоты.