Implementacja

/ implementation /

Wdrożenie, wprowadzenie w życie.

Praktyczna realizacja zadania przy

zastosowaniu konkretnych narzędzi i

rozwiązań technicznych. W

szczególności: stworzenie programu

komputerowego realizującego

postawione zadanie.

Przez układy cyfrowe rozumiemy układy, w których w
każdej chwili występują tylko dwa (zwykle) możliwe stany,
np. tranzystor, jako element układu cyfrowego, może być
albo w stanie nasycenia, albo w stanie nieprzewodzenia. Z
możliwości opisu stanów jako poziomów napięcia lub
poziomów prądu zwykle wybiera się to pierwsze
rozwiązanie. Mówi się wtedy o poziomie napięcia
odpowiadającym stanowi wysokiemu (1), oznaczanemu
symbolem H (ang. high), oraz o poziomie napięcia
odpowiadającym stanowi niskiemu (0), oznaczanemu
symbolem L (ang. low). Te dwa stany mogą reprezentować
wiele różnych "bitów" (cyfr dwójkowych) informacji, jak na
przykład: jeden bit liczby,czy przełącznik jest otwarty czy
zamknięty? czy sygnał jest obecny czy nieobecny? czy
pewien sygnał analogowy jest powyżej czy poniżej pewnego
ustalonego poziomu? czy zaszło już pewne wydarzenie czy
nie? czy pewna akcja powinna być podjęta czy nie? itd.

Elektryczna implementacja systemu
binarnego

W dziedzinie układów cyfrowych dopuszcza się, aby stanom:
wysokiemu
i niskiemu odpowiadały zakresy wartości napięcia, a nie
pojedyncze poziomy napięć. Na przykład, dla szybkich układów
CMOS , napięcia wejściowe
o wartościach między 0 V a 1,5 V są interpretowane jako stan
niski, natomiast napięcia o wartościach między 3,5 V a 5 V,
gdzie +5 V jest wartością napięcia zasilania - jako stan wysoki.
Stany: niski i wysoki na wyjściach układów CMOS są
reprezentowane odpowiednio przez zakresy napięć 0 V do kilku
dziesiątych wolta oraz od wartości napięcia zasilania do
wartości tego napięcia pomniejszonego o kilka dziesiątych
wolta. Takie określenie stanów logicznych uwzględnia rozrzuty
produkcyjne, wrażliwość układów na temperaturę, obciążenie,
napięcia zasilania itp. oraz obecność "szumu", tj. rozmaitych
śmieci nakładających się na sygnał podczas jego wędrówki
przez układ (powstających na skutek sprzężeń
pojemnościowych, przenikania zakłóceń zewnętrznych itp.).
Układ otrzymujący sygnał decyduje, czy reprezentuje on stan
wysoki czy stan niski i odpowiednio reaguje. Dopóki szum nie
zamienia jedynki na zero lub odwrotnie, wszystko jest w
porządku. Jakiekolwiek zakłócenie jest eliminowane w każdym
stopniu układu, ponieważ odtwarzane są "czyste" sygnały 0 i 1.

Zakresy napięć stanów H

i L

Bramki logiczne

Sygnały elektryczne, takie jak napięcie, istnieją w

systemach cyfrowych w jednej z dwóch rozróżnialnych

wartości: poziom niski L (ang. Low) oraz poziom wysoki H (ang.

High). Przypisanie wartości dwójkowych 0 i 1 tym poziomom

jest dowolne. W praktyce zamiast poziomów określa się dwa

pola tolerancji, wewnątrz których powinien znajdować się

poziom sygnału reprezentującego logiczne 0 i 1

Pola tolerancji napięcia w logice pozytywnej (poziom niższy

reprezentuje 0, zaś poziom wyższy 1).