Логических интегральных

В цифровых устройствах применяются логические элементы, на основе которых реализуются логические автоматы с памятью и без памяти. Рабочее состояние логических автоматов первого типа зависит не только от набора сигналов управления в данный момент времени, но и от его предшествующего состояния. Рабочее состояние логических автоматов второго типа зависит только от набора сигналов управления.

Типичными примерами логических автоматов с памятью являются счетчики импульсов и регистры.

В цифровых устройствах применяются логические элементы, на основе которых реализуются логические автоматы, с памятью и без памяти. Рабочее состояние логических автоматов первого типа зависит не только от набора сигналов управления в данный момент времени, но и от его предшествующего состояния. Рабочее состояние логических автоматов второго типа зависит только от набора сигналов управления.

Типичными примерами логических автоматов с памятью являются счетчики импульсов и регистры.

В цифровых устройствах применяются логические элементы, на основе которых реализуются логические автоматы с памятью и без памяти. Рабочее состояние логических автоматов первого типа зависит не только от набора сигналов управления в данный момент времени, но и от его предшествующего состояния. Рабочее состояние логических автоматов второго типа зависит только от набора сигналов управления.

Типичными примерами логических автоматов с памятью являются счетчики импульсов и регистры.

3) позволяет проводить реализацию логических автоматов в оптимальном виде (минимальное число элементов, их однородность, надежность функционирования и т. д.).

матических регуляторов, координирует работу логических автоматов, контролирует ход выполнения операций управления и т. п. Часть операций управления по-прежнему выполняет человек. В настоящее время эта структура получила наибольшее применение в АСУ ТП электростанций.

3) позволяет проводить реализацию логических автоматов в оптимальном виде (минимальное число элементов, их однородность, надежность функционирования и т. д.).

Во втором варианте ( 47.6, б) средства вычислительной техники применяют не только для решения информационно-вычислительных задач, но и для целей централизованного управления — в структуре АСУТП появляется управляющая вычислительная машина (УВМ), составляющая с ИВМ единый комплекс. Управляющая машина изменяет задания (уставки) локальных автоматических регуляторов, координирует работу логических автоматов, контролирует ход выполнения операций управления и т.п. Часть операций управления по-прежнему выполняет человек. В настоящее время эта структура получила наибольшее применение в АСУТП электростанций.

Сравним перечисленные выше типы логик с точки зрения возможности использования их как элементного базиса для создания логических интегральных схем высокой степени интеграции — БИС, СБИС. В табл. 6 приведены некоторые технологические и эксплуатационные параметры основных логических элементов, используемых в настоящее время. За основу принят трехвходовый логический элемент [18]. Сопоставление данных таблицы показывает преимущества инжекционной логики. Ее вентили во много раз меньше вентилей других структур

В настоящее время элементы, реализующие различные логические функции, выпускаются в виде интегральных микросхем (ИМС). Логические ИМС объединяют в серии. В основе каждой серии лежит базовый элемент, представляющий собой электрическую схему, выполняющую логические операции И-НЕ (элемент Шеффера) или ИЛИ-НЕ (элемент Пирса). От параметров базового элемента в значительной степени зависят свойства и функциональные возможности разрабатываемой серии логических микросхем. Применение элементов Шеффера и Пирса в качестве базовых объясняется тем, что сложную логическую функцию можно реализовать с помощью набора элементов И И НЕ либо ИЛИ и НЕ.

Параметру логических интегральных микросхем.

Базовые элементы логических интегральных схем.

Быстродействие логических интегральных схем ТТЛ ограничено в основном инерционностью выключения транзисторов, работающих в режиме насыщения. Одним из способов устранения насыщения является включение между коллектором и эмиттером транзистора диода Шоттки с малым прямым падением напряжения (около 0,4 В). По сравнению с ТТЛ логические элементы с диодами Шоттки отличаются в 2—3 раза большим быстродействием и называются элементами ТТЛШ.

Использование логических интегральных микросхем. Логические ИМС работают при двух дискретных значениях входных и выходных сигналов, отсчитываемых от общей (отрицательной) шинки питания, — низкого уровня, составляющего малую долю напряжения питания ИМС и называемого условно нулевым сигналом (уровнем), и высокого уровня, близкого к напряжению питания и называемого условно единичным сигналом.

Ввиду сложности технологии параметры элементов ИС имеют значительный разб В связи с этим для интегрального исполнения разрабатываются схемы, малочувствительные к разбросу параметров элементов, не содержащие конденсаторов, индуктивностей, высокоомных резисторов. Обычно их заменяют транзисторами, что улучшает качество интегральных схем. Промышленность в настоящее время выпускает несколько десятков серий логических интегральных элементов.

16. Казенков М. Г., Баталов Б. В., Р уд е н ко А. А. и др. Проектирование физической структуры транзисторов логических интегральных схем с помощью ЭВМ. — В кн.: Микроэлектроника. М.: Сов. радио, 1974, вып. 7, с. 100—114.

В интегральной микросхемотехнике триггеры выполняют либо на основе логических интегральных элементов, либо как

Основой разрабатываемых в промышленности импульсных устройств стали интегральные схемы цифрового и аналогового типов. Широкое использование интегральных элементов наложило отпечаток на принципы построения импульсных устройств. Так, с освоением промышленностью логических интегральных элементов стали быстро развиваться цифровые методы обработки сигналов и соответственно методы проектирования цифровых устройств. Освоение интегральных микросхем аналогового типа и в первую очередь операционных усилителей обусловило разработку методов построения импульсных каскадов с использованием подобных интегральных компонентов в качестве активного элемента устройства.

Синхронные триггеры. Из-за конечного времени переключения логических интегральных элементов и задержки срабатывания в логических схемах возможны «состязания» или «гоны» — переходные режимы, вызванные тем, что из-за задержек поступления информации выходной сигнал на некоторое (обычно короткое) время принимает ложные значения. Рассмотрим эти режимы на примере логического каскада, выполняющего операцию Y = Х + Х. При выполнении такого устройства на элементах И—НЕ это равенство можно переписать в виде Y= Х- X. В соответствии с правилами алгебры логики значение функции Y = X + X всегда должно быть тождественно равно единице и не изменяться при переключениях сигнала X. Однако в реальных устройствах, в частности в схеме на 6.45, а, из-за неодинаковости условий передачи сигнала на первый и второй входы оконечной схемы И—НЕ (на рисунке обозначена через У2) в моменты переключения сигнала X от уровня логического «О» до уровня логической «1» (или наоборот) возможны «состязания». Например, сигнал X изменился от уровня «О» до уровня «1», как показано на 6.45, б. В момент времени t0 значение сигнала X достигнет порогового уровня t/nop, и начнется переключение инвертора У4. Сигнал на выходе инвертора станет меньше /7пор в момент времени tlt отстоящий на время задержки 4° от момента времени /„. В течение времени 4° на входы второго логического элемента Уа поступают сигналы, превышающие t/nopi т- е- соответствующие уровню логической «1». Каскад Уа переключается. На его выходе в момент времени tl установится уровень напряжения, меньший Uпор, т. е. нулевой. Через отрезок времени 4°, отсчитанный от момента времени tu, на выходе инвертора У4 сигнал является нулевым и совпадения единичных уровней на входе Уа уже не будет. Создадутся условия для обратного переключения У2.