charakterystyka PAL:
- matryce, sposoby zasilania
sygnałami,
- przerzutniki, sterowanie poziomem wyjścia,
- sharing, właściwości podstawowych typów,
- PAL-e dekodery, X, VX, arytmetyczne,
- architektury SIMD.
• charakterystyka PLA
• charakterystyka PLS
• charakterystyka GAL:
- OLMC i ILMC
FPGA i CPLD:
- charakterystyka obu rodzin, różnice,
- bloki logiczne obu rodzin, sposoby ich łączenia,
- realizacja funktorów logicznych w FPGA,
- realizacja przerzutników w FPGA,
- realizacja multiplekserów w FPGA
- matryce połączeń FPGA,
- charakterystyka i zadania pamięci w FPGA,
- problem zegara i bloków I/O w FPGA.
Opracowane:
TTL:
Charakterystyka rodzin
TTL (Transistor-transistor logic) - Układy TTL zbudowane sa z tranzystorów bipolarnych i zasilane napieciem stałym 5 V. Maksymalna częstotliwość pracy to ok. 500 MHz. Działaja w logice dodatniej - sygnał TTL jest niski (logiczne "0"), gdy potencjał ma wartosc od 0 V do 0,8 V w odniesieniu do masy, wysoki (logiczna "1") przy wartosci potencjału miedzy 2 V a 5 V.TTL jest szybszy niż CMOS, ale przełączanie stanów trwa bardzo długo.
Podstawowe parametry:
napięcie zasilające +5V (+4,75V do +5,25V),
• sygnał wyjściowy: H > 2,4V L < 0,4V,
• sygnał wejściowy: H > 2,0V L < 0,8V,
• obciążalność 10 - 48,
• współczynnik dobroci: D=tpP; 5-100 [pJ],
W technice TTL są produkowane serie:
TTL - standard TTL 74(25MHz)
S - bardzo szybka (Schottky) 74S(125 MHz, diody Schottky'ego 2x pobór mocy)
LS - małej mocy bardzo szybka (33 MHz) ,Low Power Schottky) 74LS
F - bardzo bardzo szybka (150 MHz) 74F,
AS - ulepszona bardzo szybka (200 MHz, 10x mniejszy pobór mocy niż TTL )74AS
ALS - ulepszona małej mocy bardzo szybka(50 MHz).74ALS.
Rozwiązania specjalne:
Schottky
Dodanie do tranzystorów diody Shottkiego równolegle w obwód baza-kolektor co wpływa na to że charakterystyka przejściowa jest bardziej prostokątna.
Schmidt :
Własności:
• napięcia progowe oraz histereza,
• duża odporność na zakłócenia.
Zastosowania:
• przekształcanie wolnozmiennych sygnałów
na impulsy o szybkich zboczach,
• przemiana napięcia sinusoidalnego na prostokątne,
• redukcja wpływu zakłóceń,
• proste układy multiwibratorów astabilnych.
OC:
stosowane do „złozenia” sumy montażowej kilku wejsc
Zastosowanie: linie przerwań magistrali komputerowych, których zadaniem jest
sygnalizowanie, że co najmniej jedno urządzenie chce zwrócić na siebie uwagę,
Technologia CMOS:
Charakterystyka rodziny
Uzywane komplementarne tranzystory PMOS i NMOS bez rezystorów
• bardzo mała moc strat w stanie statycznymi przy małych częstotliwościach
• praca przy obniżonym napięciu zasilania 3.3 V (± 0,3 V),2.5 V (±0,2 V), 1.8V (±0.15V), a nawet 0.8V
• większa szybkość działania niż układy pięciowoltowe
• znaczne zmniejszenie moc strat przy większych częstotliwościach
• niższy poziom generowanych zakłóceń elektromagnetycznych i elektrycznych
• wyższa niezawodność pracy
Układy do zastosowań masowych, o niewielkiej szybkości działania (układy zegarkowe,nie programowalne układy kalkulatorowe z napięciem zasilania 0.8 V ÷ 1,5 V, układy programowalne, uniwersalne układy cyfrowe LSI i VLSI).
Podstawowe parametry i wnioski stąd płynące,
Układy TTL są zwykle 10 razy szybsze od układów CMOS (chociaż niektóre współczesne konstrukcje CMOS niewiele ustępują w szybkości układom TTL). Za to układy CMOS mogą być zasilane napięciem o dużej rozpiętości oraz pobierają znikomą moc.
Układy CMOS są relatywnie proste i tanie w produkcji umożliwiając uzyskanie bardzo dużych gęstości upakowania tranzystorów
Współpraca z technologiami bipolarnymi
Uniwersalne układy cyfrowe SSI i MSI, stanowiace funkcjonalne odpowiedniki układów TTL.
Układy pomostowe miedzy CMOS i TTL : seria LSI i VLSI
Technologia ECL oraz I2L:
Charakterystyka rodzin
ECL (Emitter Coupled Logic) - rodzina bipolarnych cyfrowych układów scalonych
charakteryzująca się praca tranzystorów wyłącznie w liniowym zakresie pracy, bez wchodzenia w stan zatkania lub nasycenia. Osiągnięte to zostało przez połączenie tranzystorów w układy wzmacniaczy różnicowych emiterami. Wyjście tranzystora ze stanu nasycenia bądź zatkania trwa stosunkowo długo, natomiast dzięki pracy tranzystorów ECL tylko w liniowym zakresie charakterystyki, seria ta jest bardzo szybka. Wada układów ECL jest duży pobór mocy i niewielki margines zakłóceń - wysoki poziom logiczny jest odległy od niskiego tylko o kilkaset mV.
L: 0 to -3V
H: -5 to -4,2V.
Parametry:
Nie generują zakłóceń wewnętrznych wywołanymi zmianami napiecia przy przełączeniu. Mniejsza odpornośc na zakłocenie niż w TTL. Bardziej wrażliwe na wpływ temperatury i napięcia zasilającego.
I2L (Integrated Injection Logic) to rodzina bipolarnych cyfrowych układów scalonych. Dzięki
uproszczonej budowie bramki logicznej w tym standardzie uzyskuje sie bardzo duża gęstość
upakowania w połączeniu z duża szybkością. Różnica miedzy poziomami logicznymi wysokim i niskim wynosi zaledwie około 0,7 V - jest to wystarczające w obrębię jednego układu scalonego, lecz aby umożliwić baczenie układów I2L, zapewniając zadowalająca odporność na zakłócenia, wyposaża sie je w wejściowe i wyjściowe bufory konwertujące poziomy logiczne, np. do standardu TTL. Ze względu na łatwość wykonania w standardowych procesach technologicznych układów bipolarnych, struktury I2L znalazły zastosowanie w mieszanych (analogowo-cyfrowych) układach scalonych.
Języki opisu sprzętu:
FIRMOWE: AHDL,ABEL - używane w systemach jednej firmy
UNIWERSALNE: VHDL, Verilog - w różnych systemach
Zasady budowy projektu
Projekt w HDL musi zawierac sekcje interfejsu i opisu logicznego, opcjonalnie dodajemy sekcje zmiennych lokalnych
Podstawowe elementy składni,
Słowa kluczowe, symbole, identyfikatory, liczby, równania , wyrażenia im operatory, sygnały grupowe, tablice , instrukcje
Podstawowe operacje i funkcje sterujące:
Przypisania, koniunkcji , and , or ,not , xor,IF , CASE,LOOP
Problemy projektowo-sprzętowe:
Czas propagacji - czas upływajacy od chwili zmiany stanu wejscia układu logicznego lub elementu logicznego do chwili ustalenia stanu wyjsc, bedacej reakcja na te zmiane wejscia. Czas propagacji jest podstawowym parametrem charakteryzujacym szybkosc działania elementów i układów logicznych.
Zakłocenia:
napięcie zasilające(można dodac obwody filtrujące LC oraz należy zredukowac impedancje przewodów zasilania, kondensatory odkłócające umieszczać jak najbliżej pinów z zasilaniem)
uziemienie
przesłuch w liniach transmisyjnych
odbicia w liniach transmisyjnych
zewnętrzne
Marginesy zakłóceń wskazują, jaki poziom zakłóceń nie spowoduje błędnego odczytu sygnału wejściowego w najgorszym przypadku.
Dopasowanie wejściowo-wyjściowe
Błędne dopasowanie impedancji wejściowych z wyjściowymi w cyfrowych układach może spowodować, że sygnał logiczny „0” odebrany zostanie jako „1”
Układ dopasowujący TTL do CMOS
Odwrotnie:
Wyszukiwarka