Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине Элементная база телекоммуникационных систем разработка интегрального цифрового устройства.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 24
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
«СибГУТИ»
Лабораторная работа №1
по дисциплине: «Элементная база телекоммуникационных систем»
РАЗРАБОТКА ИНТЕГРАЛЬНОГО ЦИФРОВОГО
УСТРОЙСТВА
Выполнил: Дрогалев С.Е.
Группа: МБТ-21
Вариант: 14
Проверил: Елистратова И.Б.
Новосибирск, 2022 г
РАЗРАБОТКА ИНТЕГРАЛЬНОГО ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Научиться составлять электрические схемы цифровых устройств на основе базовых цифровых интегральных микросхем (ЦИМС). Варианты приведены в приложении А.
ЗАДАНИЕ
1.1. На основе анализа исходных уравнений задания произвести их упрощение (если это возможно) и преобразование. Цель преобразования – привести уравнения к виду, удобному для реализации.
1.2. Составить формальную электрическую схему устройства и привести список необходимых базовых элементов. Количество типов ЦИМС и корпусов ИМС должно быть по возможности минимальным.
1.3. На основе анализа данных задания обосновать выбор типа логики (ТТЛ, ТТЛШ, КМДП) и подходящих по параметрам серий. При выборе ИМС возможно использование ИМС с различным типом логики (например, ТТЛ и ТТЛШ, ТТЛШ и КМДП и т.д.) при условии их совместимости по параметрам, совместимости по питанию (все ИМС должны питаться от одного источника).
1.4. Выводы о результатах выполненной работы (в частности, можно указать и другие варианты реализации устройства).
Вариант 14
Y2 = X1Х2 X3 + X4X5X6
-
Упростим выражение
Уравнение Y2 лучше реализовать, используя элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ.
Обозначим
, 
Тогда:
. Или:
-
Составим формальную электрическую схему устройства.
На основе инверторов КМДП реализуются многие более сложные схемы. Для построения логических элементов вида И-НЕ (И) либо ИЛИ-НЕ (ИЛИ) транзисторы одного типа соединяются параллельно, а другого – последовательно. Особенностью логических элементов также является наличие двух ярусов транзисторов относительно выходного вывода. Функция, выполняемая всей схемой, определяется транзисторами нижнего яруса. Для реализации операции И-НЕ в положительной логике транзисторы с n-каналом включаются последовательно друг с другом, с р-каналом – параллельно, а для операции ИЛИ-НЕ – наоборот.
Микросхемы серии К176, выполненные по КМДП-технологии, имеют заметное преимущество перед ИМС серии К155 (ТТЛ) по потребляемой статической мощности, помехоустойчивости и величине входных токов. Однако по быстродействию картина прямо противоположная: среднее время задержки у микросхемы К176ЛА7 составляет 200 нс, а у микросхемы К155ЛА3 – всего 19 нс. Кроме этого, микросхемы серии К155 имеют большую нагрузочную способность по величине тока. По температурному диапазону применения серия КМ155 превосходит серию К176, но это связано только с тем, что первая из них выполняется в керамическом корпусе, а вторая – в пластмассовом.
Вывод.
Таким образом, был выбран тип логики КМДП. Тип логики выбирают, в основном, исходя из следующих соображений:
- скорость (рабочая частота)
- энергопотребление
- стоимость
Но бывают такие ситуации, что одним типом никак не обойтись. Например, один блок должен иметь низкое энергопотребление, а другой – высокую скорость. Низким потреблением обладают микросхемы технологии КМОП. Высокая скорость – у ЭСЛ.
