Загальні вимоги до логічних імс

Логічні ІМС реалізуються на основі логічних вентилів, число яких визначається функцією, виконуваною мікросхемою. З розвитком технологічної бази мікроелектроніки розширилася номенклатура ІМС, що випускалися, - від простих (на декількох вентилях) до вузлів обчислювальних пристроїв.

Характеристики логічних ІМС визначаються набором електричних і експлуатаційних параметрів, обумовлених внутрішньою структурою н конструктивним виконанням мікросхем. Деякі з цих параметрів характерні для конкретних мікросхем, інші - для усіх виробів цієї серії ІМС. Виготівники мікросхем зазвичай гарантують нормальне функціонування ІМС за умови, якщо значення параметрів відповідають технічним умовам (ТУ) на мікросхему (виріб).

Серед основних класифікаційних параметрів ІМС, можна виділити наступні: швидкодію, коефіцієнти об'єднання по входу і виходу, коефіцієнт розгалуження по виходу, завадостійка, споживану потужність, енергію (роботу перемикання), номінальну величину і допустимі відхилення напруги живлення та ін.

Швидкодія характеризується максимальною граничною частотою зміни вхідних сигналів, при якій забезпечується нормальне функціонування ІМС. Швидкодія оцінюється по різних параметрах, найчастіше по затримці поширення сигналу (це інтервал часу між вхідними і вихідними імпульсами ІМС, виміряними на рівні 0,5).

Оскільки в реальних ІМС значення часу затримки поширення сигналу при включенні н виключенні розрізняються, використовують усереднений параметр (середній час затримки поширення), що представляє напівсуму часу затримки при включенні і виключенні ІМС. Для тригерних і последовательностных схем знаходять застосування також специфічні параметри: час затримки перемикання, максимальна частота перемикання. Швидкодію мікропроцесорних ІМС можна визначити наступними характеристиками: кількістю виконуваних операції в одиницю часу (зазвичай секунду, максимальною тактовою частотою, часом циклу, часом виконання операції з даними, що зберігаються в акумуляторі, та ін.

Коефіцієнт об'єднання по входу визначає число входів мікросхем, по яких реалізується логічна функція І (ЧИ).

Коефіцієнт об'єднання по виходу характеризує число однотипних мікросхем, які можна об'єднати виходами для створення додаткової логічної функції АБО.

Коефіцієнтом розгалуження по виходу є число одиничних навантажень, які можна одночасно підключити до виходу мікросхеми.

Важливими електричними параметрами, що визначають вид організації обміну інформацією і здатність навантаження, для мікропроцесорних ІМС являються кількість і амплітуди імпульсів сиихросерий, вхідна і вихідна місткості, опір навантаження.

Завадостійка характеризує максимальне значення напруги статичної перешкоди на вході, при якому залишається незмінним логічний стан ІМС. Розрізняють завадостійку по низькому і високому рівням (відповідно при логічному нулі і одиниці на вході). При дії короткочасних перешкод виділяють також динамічну завадостійку, яка із-за паразитних місткостей виявляється вище за статичну. Динамічна завадостійка визначається не лише типом ІМС. але і значною мірою умовами її функціонування в ТС ЕОМ.

Споживана потужність дорівнює сумарній потужності, споживаною ІМС. Енергія (робота) перемикання визначається як твір споживаної потужності на середній час затримки поширення сигналу. Енергія перемикання характеризує якість розробки осередку схемотехніки і конструктивно - технологічній реалізації ІМС.

У таблиці 1.1 приведені основні характеристики серій  логічних ІМС, які знаходять застосування як елементну базу сучасних ЕОМ.

Таблиця 1.1

Серії мікросхем ТТЛ розрізняються швидкодією, споживаною потужністю, температурним діапазоном, допустимим відхиленням живлення, типом корпусу.

Усі серії ІМС твань ТТЛ живляться від одного джерела живлення напругою 5В і узгоджуються між собою по вхідних і вихідних рівнях при певному коефіцієнті розгалуження, тобто передбачається можливість безпосереднього під'єднування ІМС різних серіїв. Подібне дозволяє використовувати спільно різні за характеристиками ІМС для оптимізації конструктивних модулів ТС ЭВМ по основних електричних параметрах - швидкодії і споживаній потужності.

 Серії мікросхем ТТЛ - серіїв можна виділити ряд функціональних груп: схеми елементарні логічні, селекторы - мультиплексори, дешифратори, шифратори, тригери, лічильники, регістри, суматори, формувачі і генератори імпульсів, схеми приймальний - передавальні і арифметико - логічні.

 

Питання:

Які ІС частіше всього використовуються?