информационный портал по вопросам биомедицинской инженерии

Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Вход в систему

Недавно присоединились

  • Сергей Посохов
  • Roman Polostnikov
  • Абдусаламов Магом...
  • Комиссаров Мэлор ...
  • Олег Матвеевич
аватар: Горшнякова Екатерина Андреевна

Горшнякова Е.А.
Введение

Вся современная схемотехника разделяется на две большие области: аналоговую и цифровую. Аналоговая схемотехника характеризуется максимальным быстродействием, малым потреблением энергии и малой стабильностью параметров. Цифровая схемотехника обладает прекрасной повторяемостью параметров. Это привело к её развитию в последние годы. В результате в ряде устройств потребление цифровых микросхем оказалось сравнимым и даже меньше потребления аналоговых схем, реализующих те же функции. Основные направления развития цифровых микросхем в настоящее время приведены на рисунке 1.
 
                Рисунок 1. Классификация видов цифровых микросхем
Для того, чтобы лучше понимать особенности работы цифровых микросхем кратко повторим особенности основных технологий производства цифровых микросхем, применяемых в настоящее время: ТТЛ, и КМОП,
Цифровые микросхемы
По мере развития цифровых микросхем их быстродействие достигло впечатляющих результатов. Наиболее быстрые из цифровых микросхем обладают скоростью переключения порядка 3..5 нс. (серия микросхем 74ALS), а внутри кристалла микросхемы, где нет больших ёмкостей нагрузки время переключения измеряется пикосекундами. Таким быстродействием обладают программируемые логические схемы и заказные БИС. В этих микросхемах алгоритм решаемой задачи заключён в их принципиальной схеме.
Часто для решаемой задачи не требуется такого быстродействия, каким обладают современные цифровые микросхемы. Однако за быстродействие приходится платить:
1.     Быстродействующие микросхемы потребляют значительный ток.
2.     Для решения задачи приходится использовать много микросхем, это выливается в стоимость и габариты устройства.
Первую задачу решает применение технологии КМОП цифровых микросхем (например микросхемы серий 1564, 74HC, 74AHC). Потребляемый ими ток зависит от скорости переключения логических вентилей. Именно поэтому в настоящее время подавляющее большинство микросхем выпускается именно по этой технологии.
Вторую задачу решают несколькими способами. Для жёсткой логики это разработка специализированных БИС (ASIC). Использование специализированных БИС позволяет уменьшить габариты устройства, но стоимость его снижается только при крупносерийном производстве. В качестве примера можно назвать микросхемы, выпускаемые для сотовых телефонов, стиральных машин, телевизоров и т.п. Для среднего и малого объёмов производства такое решение неприемлемо.
Ещё одним решением уменьшения габаритов и стоимости устройства является применение программируемых логических схем (ПЛИС). Это направление активно развивается в настоящее время. На рисунке 1 приведены основные направления развития ПЛИС. Это следующие виды цифровых микросхем:
1.     программируемые логические матрицы (ПЛМ);
2.     программируемые логические устройства, ПЛУ (PLD);
3.     сложные программируемые логические устройства (CPLD);
4.     постоянные запоминающие устройства (ПЗУ);
5.     программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).

Комментарии

Отправить комментарий

Содержание этого поля является приватным и не предназначено к показу.
  • Доступны HTML теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img> <table> <td> <tr> <hr> <div> <span> <h1> <h2> <h3> <h4> <h5> <h6> <p> <pre> <adress> <center>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Подробнее о форматировании

1 + 0 =
Решите эту простую математическую задачу и введите результат. Например, для 1+3, введите 4.

Комментарии