Сложность схемы по Квайну
Расчет быстродействия схемы
Расчет быстродействия
Быстродействие представляет собой наибольшее время, которое требуется для выполнения функции, возлагаемой на устройство. Для комбинационных схем это время установившегося режима, когда на вход подается набор переменных, а на выходе получается правильное значение функции.
В технических условиях элементы 01=10нс, 10=25нс. Для упрощения в процессе быстродействия эти времена необходимо учитывать как переключение с «0», так и переключение с «1».
Для прикидочных расчетов можно взять наибольшее значение. Т.к. элемент динамики может переключаться с 1 на 0 и наоборот, то с увеличением элементов просчитать всевозможные переключения сложно без машинных расчетов. Поэтому, как правило, берутся средние времена
cp=(01+10)/2=35/2=17,5нс
Рис. 3.2
За быстродействие принимается наибольшее задержка прохождения сигнала через схему. Т.к. сигнал может проходить по разным путям, считается нахождение сигнала по всем возможным путям.
1=17,5+31=48,5
2=20+31=51 нс
Итак, наибольшее время быстродействия = 51нс
Зная быстродействие, можно определить max частоту переключения сигнала, при которой схема может правильно функционировать
f=
Транзисторно-транзитивная логика
Логика ТТЛ (транзисторно-транзитивная логика).
ТТЛ бывает разных серий, каждая серия содержит разные логические элементы, изготавливается в разных корпусах.
ТТЛ - транзисторно – транзитивная логика. ТТЛ строится на новых, многоколлекторных, многоэммиттерных транзисторах при небольшом количестве сопротивлений (резисторов).
Если на вход X1,X2,X3 не подавать никаких напряжений, то через эммитеры ток не течет. Мало того на любой из них можно подавать напряжение питания +5В, что есть «логическая единица». В ТТЛ, если ничего не подавать, то это - неопределенное состояние. Если закоротить один из выходов, то на нем будет 0В - это «логический нуль».
Если подать на все входы 5В или ничего не подавать, то ток на эммитерах и на коллекторах равен 0.
Рис.3.3
JKЭVT1≈0 Jб=JR2=JбэVT2≈0 База транзистора JV2≈0.
Напряжение на коллекторе 2 равно напряжению питания. В результате транзистор VT2 – будет закрыт и направление на коллекторе VT2= направлению VT1.
1)X1X2X3=1 y=1 – i-ый случай (мы рассмотрели)
2)Х1=0,X2=X3=1 y=0
После закорачивания х1 транзистор VT1 открывается и появляется ток коллектора JK, т.е. появляется ток базы транзистора VT2. Транзистор VT2 открывается. В открытом состоянии между коллектором и эммитерам VT2 появляется низкий потенциал, близящийся к 0. Через R2 течёт большой ток и на выходе y появляется 0.
Аналогично любые комбинации, при которых на выходе будет y=0.
Таблица 3.1
|
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
Y=X1∙X2∙X3