Схемотехника цифровых ИС. Клюкин В.И - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

27
2) быстродействие, определяемое временем задержки распространения
сигнала τ
з
;
3) энергия (работа ) единичного переключения А = P⋅τ
з
;
4) помехоустойчивость как допустимый уровень помехи (чаще статиче-
ской
п
ст
U
);
5) коэффициент объединения по входу K
об
– число логических входов ЛЭ;
6) коэффициент разветвления по выходу К
разв
– допустимое число под -
ключаемых к выходу нагрузок .
Типовые параметры ЛЭ основных транзисторных логик приведены в табл.
4.1. Видно, что максимальным быстродействием обладает ТТЛШ– и ЭСЛ–
схемы , наиболее экономичны И
2
Л– и КМОП–структуры , а самую высокую поме-
хоустойчивость обеспечивает применение МДП–логик.
Таблица 4.1.
Тип
логики
P (мВт/ис)
τ
з
(нс)
А (пДж)
ст
п
U (В )
K
об
K
разв
Базовый
набор ЛЭ
ТТЛ
Диодная
2… 20 1…10 20… 50
5,1...2,1
4,0...3,0
2 … 5
5
НЕ,НЕИ
ИЛИ,И
−
ТЛНС 1…10 2…5 10… 20
0,5 2…5
10 ИЛИ–НЕ
ТТЛШ
ТТЛ
1… 10
5
...
1
10...2
20
...
10
50...20
8,0...5,0
0,1...8,0
2 … 5
10 И–НЕ
ТЛЭС
(ЭСЛ )
10… 20 0,5… 1,0
10… 20
0,2… 0,3 2…5
10… 20
ИЛИ, ИЛИ–
НЕ
И
2
Л 0,01… 0,1
10… 50 0,1… 1,0
0,02… 0,05
1 3…5 ИЛИ–НЕ
КМДПТЛ
МДПТЛ
1,0...01,0
0,5...5,0
100
...
20
50...10
0,2...2,0
20...5
2
...
1
3...2
2 … 5
100… 200
И–НЕ,
ИЛИ–НЕ
4.2. Контрольные задания и методические указания по их выполнению
4.2.1. В элементной базе ИС выполнить разработку полного вычитателя
( вычитателя трех двоичных цифр с образованием разности R и заема Z из стар -
шего разряда), обеспечивающего:
а) высокое быстродействие при сравнительно низкой потребляемой мощ -
ности ;
б) максимальную защиту от статических помех при хорошем быстродейст-
вии и высокой нагрузочной способности ;
в) максимальное быстродействие, малую энергию единичного переключе-
ния и хорошую нагрузочную способность ;
г) минимальную энергию единичного переключения.
4.2.2. Построить простейший обнаружитель ошибок цифрового десятично-
го кода N в виде ИС с указанными требованиями (табл. 4.2):
Таблица 4.2.
N варианта
Код N Ограничения на выходные параметры
1 +1 Максимальная помехоустойчивость 
                                                 27

        2) бы строд ейств ие, оп ред еляемое в ременем з       ад ержки расп ространения
сигналаτз;
        3) энергия (работа) ед иничногоп ереклю чения А = P⋅τ з;
        4) п омехоустойчив ость как д оп устимы й уров ень п омехи (чащ е статиче-
          ст
ской U п );
        5) коэффиц иентобъед инения п ов ход уKоб – числологических в ход ов Л Э ;
        6) коэффиц иент раз     в етв ления п ов ы ход уК разв – д оп устимое числоп од -
клю чаемы х кв ы ход унагруз      ок.
        Т ип ов ы е п араметры Л Э основ ны х транз   исторны х логик п рив ед ены в табл.
4.1. В ид но, что максимальны м бы строд ейств ием облад ает Т Т Л Ш – и Э СЛ –
схемы , наиболее э кономичны И 2 Л – и К М О П –структуры , асамую в ы сокую п оме-
хоустойчив ость обесп ечив аетп рименение М Д П –логик.
                                                                             Т аблиц а4.1.
     Т ип                                                                       Базов ы й
              P (мВ т/ис) τ з(нс) А (п Д ж) U ст    п   (В ) Kоб      Kразв
  логики                                                                       набор Л Э
 Д иод ная                                       0,3...0,4                      И ,И ЛИ
                  2… 20     1… 10 20… 50                     2… 5       5
    ТТЛ                                           1,2...1,5                   И −НЕ ,НЕ
   Т ЛНС          1… 10      2… 5       10… 20       0,5     2… 5      10      И Л И –Н Е
    ТТЛ                      2...10 20...50 0,8...1,0
                  1… 10                                      2… 5      10        И –Н Е
  Т Т ЛШ                     1...5      10...20 0,5...0,8
   Т ЛЭ С                                                                    И ЛИ , И ЛИ –
                 10… 20 0,5… 1,0 10… 20 0,2… 0,3 2… 5 10… 20
   (Э СЛ )                                                                         НЕ
     И 2Л      0,01… 0,1 10… 50 0,1… 1,0 0,02… 0,05 1                 3… 5     И Л И –Н Е
 М ДП ТЛ      0,5...5,0 10...50    5...20          2...3                           И –Н Е ,
                                                              2… 5 100… 200
К М ДП ТЛ     0,01...0,1 20...100 0, 2...2,0       1...2                         И Л И –Н Е

          4.2. К онт рол ьны е задани я и ме т оди че ски е у каз ани я по и х в ы по л не ни ю
       4.2.1. В элементной баз      е И С в ы п олнить раз  работкуп олногов ы читателя
(в ы читателя трех д в оичны х ц ифр с образ     ов анием раз  ности R и з   аемаZ изстар-
ш егораз   ряд а), обесп ечив аю щ его:
       а) в ы сокое бы строд ейств ие п ри срав нительнониз        кой п отребляемой мощ -
ности;
       б) максимальную з      ащ итуотстатических п омех п ри хорош ем бы строд ейст-
в ии и в ы сокой нагруз   очной сп особности;
       в ) максимальное бы строд ейств ие, малую энергию ед иничногоп ереклю че-
ния и хорош ую нагруз      очную сп особность;
       г) минимальную энергию ед иничногоп ереклю чения.
       4.2.2. П остроить п ростейш ий обнаружитель ош ибокц ифров огод есятично-
гокод аN в в ид е И С с указ   анны ми требов аниями (табл. 4.2):
                                                                                  Т аблиц а4.2.
 N в арианта        К од N              О граничения нав ы ход ны е п араметры

      1             +1        М аксимальная п омехоустойчив ость

Страницы