Раздел: Документация
0 ... 60 61 62 63 64 65 66 ... 82 Что касается импульсной помехоустойчивости, то для того, чтобы возник сбой, импульсная помеха, как правило, должна быть больше, чем статическая. Поэтому при одинаковой статической помехоустойчивости схемы с меньшей средней задержкой сильнее подвержены действию импульсных помех. Наименьшую помехоустойчивость имеют схемы ТЛЭС, для них статическая помехоустойчивость (<УСТ) составляет 0,1 — 0,3 В. В схемах ТТЛ помехоустойчивость выше благодаря наличию смещающих р—«-переходов на входах инверторов. Допустимая статическая помеха для этих схем равна 0,4—1,1 В. Для логических схем на МОП-транзисторах величина UCv может достигать 2—3 В, что объясняется большими логическими перепадами напряжения в этих схемах. Коэффициент объединения по входу — это максимальное число входов, которое может иметь логический элемент. Чаще всего коэффициент объединения по входу не превышает восьми, что отчасти определяется ограниченным числом выводов ИС. Однако следует помнить о том, что всегда возможна реализация многовходовых логических схем путем построения соответствующей логической цепи, состоящей из простых схем. Коэффициент разветвления по выходу, или нагрузочная способность, определяется числом схем этой же серии, входы которых могут быть присоединены к выходу данной схемы без нарушения ее работоспособности. Нагрузочная способность ИС в значительной степени определяется типом примененного в них инвертора. Для простейшего инвертора, состоящего из одного транзистора, коэффициент разветвления по выходу равен чаще всего 2—4. Для сложных инверторов нагрузочная способность достигает 10—20 и более. В схемах на основе МОП-транзисторов входы последующих схем в статическом режиме практически не нагружают выходов предыдущих. Это дает возможность иметь очень большой коэффициент разветвления по выходу. Однако надо иметь в виду, что в динамическом режиме емкости присоединенных входов затягивают переходный процесс и увеличивают ток, потребляемый от данной схемы. Устойчивость против внешних воздействий характеризует возможность применения ИС при изменении температуры в широком диапазоне при воздействии влажности, радиации и т. д. В значительной степени этот параметр логических ИС определяется типом используемого корпуса. Что касается электрических цепей ИС, то наименее устойчивы к воздействию температуры интегральные схемы типа ТЛЭС. Более устойчивы схемы МОПТЛ, КМОПТЛ, ТТЛ. Наиболее широкий температурный диапазон для выпускаемых серийно отечественных ИС — от—60 до +125° С. Для схем общепромышленного применения этот диапазон обычно определяется границами —10 и +70° С. Степень интеграции элементов ИС характеризует достигнутый при производстве этих ИС технологический уровень. Численное значение степени интеграции определяется округленным до большего целого числа значением десятичного логарифма числа элементов в одном кристалле. Однако для потребителей ИС более важна степень интеграции не элементов, а логических функций, так как именно она показывает, какое число ИС (корпусов) потребуется для построения того или иного логического устройства. С этой точки зрения обычно делят все логические схемы на ИС малой степени интеграции (в одном корпусе несколько инверторов или один — два триггера), ИС средней степени интеграции (в одном корпусе сложная логическая цепь, например сумматор или десятичный разряд счетчика) и ИС большой степени интеграции (в одном корпусе сложное арифметическое устройство, многоразрядный счетчик и т. п.). Надежность ИС малой етепени интеграции определяется в значительной мере отказами корпуса и соединений между контактными площадками на кристалле и выводами корпуса. Для схем большой степени интеграции определяющими могут оказаться отказы элементов и соединений внутри самого кристалла. Интенсивность отказов ИС при хорошо отработанном технологическом процессе их изготовления может не превышать Ю-7 ч-1, что примерно соответствует интенсивности отказов хороших дискретных транзйсторов- Глава одиннадцатая Комбинационные логические цепи //-/. Минимизация логических функций Прежде чем строить логическую цепь, реализующую ту или иную логическую функцию, имеет смысл попытаться упростить эту функцию. Минимизация, т. е. отыскание более простого выражения заданной логической функции, может выполняться различными методами. В частности, можно, используя алгебраические преобразования исходного выражения, провести все возможные операции поглощения и склеивания в соответствии с рассмотренными в § 10-1 законами. Диаграммы Вейча. Для функций, содержащих не более четырех переменных, удобно проводить минимизацию, пользуясь диаграммами Вейча (картами Карно). При использовании диаграммы Вейча функцию предварительно следует привести к дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ) — выразить в виде логической суммы простых конъюнкций. При этом простой конъюнкцией считается логическое произведение переменных, взятых с отрицаниями или без них, в котором каждая переменная встречается не более одного раза (в простую конъюнкцию не должны входить суммы переменных, отрицания функций двух или нескольких переменных). Простая конъюнкция, в которую входят все аргументы рассматриваемой логической функции, называется минтермом. После того как исходная функция представлена в ДНФ и произведены очевидные упрощения, следует заполнить прямоугольную таблицу, в которой число клеток равно числу возможных минтермов. Каждой клетке таблицы ставится в соответствие определенная конъюнкция, причем делается это таким образом, чтобы в соседних клетках (снизу и сверху, слева и справа) конъюнкции отличались не более чем одним сомножителем. При заполнении таблицы в соответствующую клетку ставится 1, если минимизируемая функция при данном наборе аргументов равна единице, т. е. в том случае, когда равенство единице конъюнкции, соответствующей данной клетке, означает равенство единице минимизируемой исходной функции. В остальные клетки таблицы вписываются нули. В заполненной таблице обводят прямоугольными контурами все единицы и затем записывают минимизированную функцию в виде суммы логических произведений, описывающих эти контуры. При проведении контуров придерживаются следующих правил: контур должен быть прямоугольным; внутри контура должны быть только клетки, заполненные единицами; число клеток, находящихся внутри контура, должно быть целой степенью числа 2, т. е. может быть равно 1, 2, 4, 8, 16; одни и те же клетки, заполненные единицами, могут входить в несколько контуров; при проведении контуров самая нижняя и самая верхняя строки таблицы считаются соседними, то же — для крайнего левого и крайнего правого столбцов; число контуров должно быть как можно меньшим, а сами контуры как можно большими. Рассмотрим минимизацию с помощью диаграмм Вейча на примерах. Пример 11-1. Минимизировать функцию F = ab->rab + ab. Приводим функцию к ДНФ, пользуясь правилами де Моргана: F = ab-f ab-f-"ab = ab■ ab-f-ab = (а-\-Ь) (а + Ь) -\-ab~ **аЬ-\-аЪ-\-~аЬ. (11-1) 0 ... 60 61 62 63 64 65 66 ... 82
|
