130 131

130

Technologia lokalnego utleniania podłoża umożliwiła takie zmnlnjazenle rozmiarów każdego układu logicznego, że na powierzchni, Jaki) on zujmuje w wersji CMOS,' można było zmieścić dodatkowo dwa inwertory. W układzie LOCMOS pełnią one rolę bufora wyjściowego (patrz np. rys. 4.28).

Zmniejszenie wymiarów komplementarnej pary tranzystorów MOS i wyposażenie każdego układu w bufor wyjściowy pociągnęło za sobą szereg korzystnych zmian parametrów w stosunku do konwencjonalnej logiki CMOS. Buforowanie wyjść w pełni standaryzuje charakterystyki przejściowe i wyjściowe oraz zwiększa wzmocnienie układu, czyli nachylenie charakterystyki przejściowej w strefie przełączania. To z kolei zwiększa szybkość działania układu i jego odporność szumową. Przy szybszym przełączaniu zmniejsza się moc strat (trzecia składowa mocy strat jest mniejsza), dzięki czemu, mimo dodania dwóch inwertorćw, moc rozpraszana przez układ IOCMOS jest taka sama jak dla układu CMOS.

Przedstawiliśmy dwie dominujące obecnie techniki realizacji układów cyfrowych - TTL i CMOS. Przy podobnej cenie układy CMOS są wprawdzie wolniejsze, ale bardziej odporne na zakłócenia i mniej wymagające, jeżeli chodzi o stabilizację i moc zasilania. Są więc wygodnym materiałem konstrukcyjnym większości urządzeń cyfrowych, zdecydowanie wypierając układy TTL ze wszystkich zastosowań, w których nie wymaga się szczególnie dużej szybkości przełączania.

V Polsce układy CMOS nie są jeszcze produkowane.

ZADANIA

4.1.    3 bramki TTL z otwartym kolektorem 7401 (I_og mov = 250 A, Uq_{Ł max}=

= 0,4 V dla I_QL = 16 mA) połączono w układzie iloczynu montażowego. Iloczyn ten napędza N bramek TTL wersji standardowej. Wyznaczyć maksymalną i minimalną wartość opornika dla N = 4, 7, 8, 9.

4.2.    Ile maksymalnie bramek 7401 można połączyć w układzie iloczynu montażowego, gdy zasila on jedną bramkę w wersji standardowej?

Rozdział

TYPOWE UKŁADY CYFROWE

Układy cyfrowe wykonujące typowe funkcje otrzymały swoje odrębne nazwy. Pomimo, że ogólne metody syntezy tych układów znane są już z poprzednich rozdziałów, konstruktor układów cyfrowych powinien orientować się w typowych rozwiązaniach, znać typową nomenklaturę oraz zdawać sobie sprawę,które i w jakiej postaci typowe układy są dostępne na rynku jako gotowe układy scalone. Takich wiadomości dostarczy poniższy rozdział.

5.1.    KONWERTERY KODÓW

Układy służące do zamiany jednego kodu dwójkowego na drugi nazywane są konwerterami kodów. Ogólna metodyka projektowania jest już Czytelnikowi znana, tym niemniej niektóre układy wymagają specyficznych metod projektowania ze względu na dużą liczbę zmiennych (np. konwertery kodu BCD —binarny). Konwertery kodów są często stosowanymi układami, szczególnie przy wprowadzaniu 1 wyprowadzaniu informacji z urządzeń cyfrowych.

5.1.1.    Kodery

W szczególnym przypadku gdy kodem wejściowym jest kod „1 z n", to konwerter nazywa się koderem. Najczęściej spotykanym koderem Jest układ o dziesięciu wejściach zamieniający sygnał z przełączników lub przycisków na kod BCD. Jest on podstawowym układem służącym do wprowadzania liczb do układów cyfrowych.

Rozróżnia się kodery z tzw. aktywną „1" oraz z aktywnym „O" w zależności od zastosowanego kodu wejściowego.

Działanie kodera z aktywną jedynką cyfr dziesiętnych na kod BCD jest opisane w tabeli na rys. 5.1.

Na podstawie tabeli otrzymujemy następujące minimalne postacie funkcji opisujące ten koder:

y3 = ^x8 ^{+ x}9

y₂ = x₄ + x_? + x₆ + x_?

⁷1 ^{= x}2 ^{+ x}3 ^{+ x}6 ^{+ x}7

y_Q = X₁ +    ^ + Xr, + Xg