andrey

Путь к Файлу: /Организация ЭВМ / Дополнительно / 3 - Простейшие элементы и основные понятия.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   andrey
Добавлен:   13.01.2015
Размер:   61.5 КБ
СКАЧАТЬ

 «Простейшие элементы, основные понятия»

 

1. Инвертирующий сигнал элемент (Inverter):

3 - Простейшие элементы и основные понятия

 

2. Повторитель сигнала (Repeater):

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Повторитель или инвертор используются как усилитель сигнала. Во время распространения сигнала по магистралям схемы его форма может искажаться, а его уровень постепенно падать под влиянием активных и реактивных параметров схемы. Усилительные элементы возвращают сигналу его первоначальную форму или могут использоваться для состыковки элементов, построенных на различных логиках (например, для связи ЭСЛ и ТТЛ, см. материал предыдущей лекции).

Скорость распространения сигнала по элементу характеризует его быстродействие (tdelay). Время нарастания и спада сигнала также участвуют в формировании этого параметра. Все эти времена, как переходные характеристики, зависят от величины паразитных ёмкостей внутри схемы и от скорости их перезарядки (ток заряда ёмкости). Максимальная частота срабатывания элемента ограничена временами нарастания (trise) и спада (tfall) сигнала, т.е. зависит от паразитных параметров схемы, влияющей на этот переходной процесс. Уменьшение технологического процесса производства схемы (размер транзистора) ведёт к уменьшению паразитных параметров схемы, и как следствие, болеё высокому быстродействию. Размер транзисторов внутри современных интегральных схем составляет порядка 0.13-0.09 мкм, что позволяет схемам работать на частотах порядка гигагерц (GHz).

 

3. Буферные элементы шины с управляющими входами:

Существуют элементы с управляющими (или разрешающими) входами. Обычно такие элементы являются – элементами с тремя состояниями. Если на управляющем входе такого элемента сигнал находиться в неактивном состоянии, то на выходе такого элемента, независимо от логической комбинации на его входе, поддерживается высокоимпедансное Z-состояние (Выход элемента как бы отключён от внутренней схемы). Это обеспечивается выходным каскадом элемента, построенным на комплементарной паре (описанной в прошлой лекции).

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.1

На данном рисунке (См.Рис.1) показан инвертирующий элемент с прямым управляющим входом OE (Output Enable). Семантически вход OE аналогичен более привычному (для некоторых личностей) управляющему входу CS (Chip Select). Вход OE является прямым, это значит что активное состояние его – сигнал напряжения H-уровня (High – высокий). Таким образом, элемент работает при удержании сигнала OE в активном состоянии (в состоянии лог.1 для прямой логики). При подаче на вход OE сигнала низкого уровня (L-уровня) отпирается переход диода VD1 и всё напряжение VCC падает на элементах VD1 и RK’. Таким образом, на базе транзистора VT3 скапливается небольшой потенциал, недостаточный для открытия этого транзистора в данной схеме с диодом VD2. Не зависимо от состояния на входе элемента Х второй транзистор выходного каскада VT4 также оказывается закрытым, и, следовательно, на выходе данного элемента поддерживается высокоомное Z-состояние.

Функциональная временная диаграмма работы элемента с управляющим входом приведена на рис.2. На ней отражена реакция элемента с тремя состояниями на случайные входные воздействия при помощи информационного сигнала Х и управляющего OE.

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.2

 

Элементы с тремя состояниями позволяют сопрягать несколько устройств, висящих на одной общей шине – шинная топология (архитектура), рис.3:

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.3

 

4. Элементы с тремя состояниями и открытым выходом:

3 - Простейшие элементы и основные понятияСуществуют элементы, в выходном каскаде которых отсутствует один из транзисторов. Это позволяет таким элементам находится только в двух состояниях: активном и высокоомном. Такие элементы могут быть использованы при сопряжении элементов, построенных на различных логиках или с разными уровнями активных сигналов.

 

Стандартный элемент с тремя состояниями (Рис.4):

 

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.4

Элемент с отсутствующим верхним транзистором (Рис.5):

 

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.5

 

Такой элемент может использоваться в шинной архитектуре, в которой уровень логической единицы (H-уровень) формируется внешним дополнительным источником питания шины (Рис.6):

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.6

 

Таким образом, когда все устройства не активны (находятся в Z-состоянии) на шине постоянно удерживается высокий уровень напряжения, что способствует быстрому формированию уровня логической единицы. Такая реализация также повышает помехоустойчивость шины.

 

Элемент с отсутствующим нижним транзистором (Рис.7):

 

3 - Простейшие элементы и основные понятия

3 - Простейшие элементы и основные понятия

Рис.7

 

Когда все устройства на шине находятся в Z-состоянии, на шине постоянно поддерживается низкий уровень напряжения, обеспечиваемый соединением всех линий шины с GND. Такая реализация обеспечивает высокую помехоустойчивость, т.к. все наводки и шумы (EMI) индуцируемые в линии или возбуждаемые сторонними устройствами, сводятся в землю.

Устройство, обеспечивающее согласование и защиту от EMI таким способом, называется терминатором (Terminator), а сам процесс – терминированием.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика