Арифметико-логические основы схемотехники

с. 1 с. 2 с. 3 с. 4 ... с. 7 с. 8

Лекция № 6.


Серии интегральных микросхем выпускаемые в России и Америке.

Выпускается два больших класса ИМИ:

- комплементарные

- биполярные (основанные на транзисторно-транзисторной логике(ТТЛ)).




Военные

Коммерческие

Россия

США

Россия

США

КП 133

SN 54

КП 155

SN 74

КП 136

SN 54 L

КП 134,138

SN 74 L

КП 130

SN 54 H

КП 131

SN 74H

КП 530

SN 54 S

КП 531

SN 74S

КП 533

SN 54 LS

КП 555

SN 74LS

КП 1533

SN 54 ALS

КП 1533

SN 74ALS

КП 1530

SN 54 AS

КП 1530

SN 74AS

КП 1531

SN 54 F

КП 1531

SN 74F

SN 74 – обычная ТТЛ

SN L – малопотребляющие

SN H – высокоскоростные

SN S – на диодах Шотки

SN LS – малопотребляемая Шотки

SN ALS – улучшенная потребляемая Шотки

SN AS – самая лучшая скоростная Шотки

SN 74 и SN 54 отличаются номиналом и температурным диапазоном.
Серии микросхем выпускаемых в России и США по комплементарной (взаимно дополняющей) технологии (КМОП – комплементарные полевые транзисторы со структурой металл – окисел - полупроводник).


Россия

США

Фирма-производитель

164,176

CD 4000

Motorola

561,564

CD 4000 A

MC 4000 A

Motorola

1554

54 HC

74 HC

National

КР 1561

CD 4000 B

MC 4000 D

Motorola

КР 1554

КР 1594

74 AC

74 ACT

TI

Перед номером серии могут присутствовать буквы, которые означают тип корпуса в котором данная микросхема упаковывается. Если это сочетания букв, то следующее: КП, КМ, КС, КР.

Для схем коммерческих присутствуют буквы КП, КМ, КС, КР, либо их нет вообще.

КМ – металлокерамический корпус

КС – стеклянный корпус

КР – пластмассовый корпус (самый дешевый, поэтому распространенный).

После номера указывают тип микросхемы. Например: ИН, ЛИ, ЛК, ЛЛ, ЛЕ, ЛП и другие. После чего следуют обозначения, указывающие потребляемую мощность, число микросхем в корпусе и так далее.

Классы микросхем используемых в вычислительной технике.

В ВТ используется два основных класса элементов, которые называются:

- комбинационные логические элементы (цифровые автоматы без памяти);

- последовательностные логические схемы (цифровые автоматы с памятью).


Комбинационные логические схемы.

Комбинационными называются схемы выходы которых целиком и полностью определяются комбинацией сигналов на входах этих схем.

К этому классу схем относятся:

- сумматоры;

- шифраторы / дешифраторы;

- мультиплексоры / демультиплексоры;

- компараторы.
Сумматоры.

Одноразрядный сумматор имеет три входа (два слагаемых и перенос из предыдущего разряда) и два выхода (суммы и переноса в следующий разряд).

Si – сумма;

С i -1 – перенос из предыдущего разряда;

С i - перенос;

А i, В i – слагаемые.





После минимизации функции Si и Сi имеют вид:

Si = А i В i С i-1V А i В i С i-1 V А i В iС i-1 V А i В i С i-1

С i i В i С i-1V А i В i С i-1 V А i В iС i-1 V А i В i С i-1 = АВ V ВС V АС


Полученная схема сумматора называется комбинационным последовательным одноразрядным сумматором.

ЛЗ– линия задержки в один такт. Преимущество данного сумматора: его простота.


τ= n τi
Параллельный комбинационный сумматор с последовательным переносом.

Информация читается слева направо.

τ= 1т + n τз

τз- время задержки.


Параллельный комбинационный сумматор с параллельным переносом.
Si = А i В i С i-1V А i В i С i-1 V А i В iС i-1 V А i В i С i-1.


С i i В i С i-1V А i В i С i-1 V А i В iС i-1 V А i В i С i-1.


Si = А i i С i-1V В iС i-1) V А i iС i-1V В i С i-1) = А i i С i-1) V А i i С i-1) = А iВ i С i-1= Н i С i-1.


С i = С i-1 i В i iВ i) V А i В i i-1 i-1) = С i-1 i В i) V А i В i =

= С i-1Н i V Gi.

G – генерация переноса

Н – распространение переноса

S1=H1С0 С10 H1 V G1.

S2=H2С1 С21 H2 V G2= С0H2H1V G1H2V G2.

S3=H3С2 С32 H3 V G3 = С0H1H2H3V G1H2H3V G2H3V G3.

S4=H4С3 С43 H4 V G4= С0H1H2H3H4 V G1H2H3H4 V G2H2H3V G3H4V G4.

Переносы не зависимы друг от друга и определяются переменными.

Резкое усложнение блока реализующего переноса по мере увеличения разрядности слагаемого.

Структура параллельного сумматора с параллельным переносом.

Условное графическое обозначение сумматора.



Параллельные сумматоры с групповым переносом.






с. 1 с. 2 с. 3 с. 4 ... с. 7 с. 8