Разработка логического устройства комбинационного типа на мультиплексорах

| Категория реферата: Рефераты по радиоэлектронике
| Теги реферата: ответы 11 класс, курсовик
| Добавил(а) на сайт: Яппаров.

Х0 - встречается 3 раза в уравнении МДНФ

Х1 - 4

Х2 - 6

Х3 - 4

Х4 - 3
Произведем декомпозицию относительно Х3 ,Х2 , Х1 .

[pic]

По этим данным рисуем схему заданной логической функции рис.2.2.

2.3 Выбор варианта схемы и перечня элементов.

В зависимости от технологии ИС подразделяются на серии, различающиеся физическими параметрами базовых элементов, а также функциональным назначением входящих в их состав микросхем. В настояшее время разработано несколько десятков технологий изготовления ИС. Наиболее широкое применение получили ИС, изготавливаемые по ТТЛ, КМОП и п-МОП - технологиям. Каждая технология постоянно совершенствуется с целью увеличения быстродействия ИС, уменьшения потребляемой мощности и увеличения степени интеграции – число элементов, размещаемых на кристалле заданной площади. Выбираем серию К1533 изготавливаемую по ТТЛШ технологии.
Исходя из схем построенных на двух и трех входовых мультиплексорах на рисунках 2,3. Видим что при использовании сдвоенных двух входовых мультиплексорах количество корпусов такое как при использовании трех входовых мультиплексорах. Выбираем трех входовые мультиплексоры так как при их использовании уменьшается количество соединений
Выбираем мультиплексор типа К1533КП7.
Селектор мультиплексор 8->1 со стробированием К1533КП7

|Входы |Выходы|
|А2|А1|А0|? |Y |? |
|X |X |X |1 |0 |1 |
|0 |0 |0 |0 |D0|D0|
|0 |0 |1 |0 | | |
|0 |1 |0 |0 |D1|D1|
|0 |1 |1 |0 | | |
|1 |0 |0 |0 |D2|D2|
|1 |0 |1 |0 | | |
|1 |1 |0 |0 |D3|D3|
|1 |1 |1 |0 | | |
| | | | |D4|D4|
| | | | | | |
| | | | |D5|D5|
| | | | | | |
| | | | |D6|D6|
| | | | | | |
| | | | |D7|D7|

таблица истинности

Справочные данные К1533КП7

Питание(+5±5% В): вывод 16 Земля: вывод 8

Iпот, мА 10
Iвх 0;1, мА -0,4; 0,02
Iвых 0;1, мА 8; -0,4
Uвых 0;1, В 0,5; 2,7
Tзд , н.с 20

2.4 Расчет требований к источнику питания

Используя справочные данные мультиплексора К1533КП7 рассчитаем требования к источнику питания. Найдем мощность потребляемую одной микросхемой
Pмик=Iпот * Uпит =0,01А *5В = 50 мВт.
Зная мощность потребляемую одной микросхемой найдем мощность потребляемую всей схемой Рсхем =N*Рмик =3*0,05 =150 мВт. где N количество микросхем.
Для данной схемы нужен источник питания на напряжения 5В , нестабильность напряжения не должна превышать ±5%, мощностью не мнение 150 мВт.

2.5 Анализ гонок сигналов

Гонки сигналов в комбинационных схемах это процесс связанный с тем что на разные входы данной микросхемы поступают сигналы имеющие разную величину временной задержки относительно тактовых точек. Для анализа наличия гонок в схеме необходимо посмотреть все возможные варианты действия на микросхему сигналов на ее входе при наличии взаимных временных задержек сигналов друг относительно друга.

Меры борьбы с гонками .
Первое выравнивание запаздывания сигналов за счет искусственных задержек тех сигналов которые опережают друг друга. Для задержек могут использоваться повторители имеющие задержку. Этот способ сопряжен с усложнением схемы.

Еще один способ это для борьбы с гонками это увеличить длительность импульса снизив тактовую частоту. Так как допускается искажения в виде изменение длительности импульса не более [pic].

Наша комбинационная схема не будет работать на большой частоте то для борьбы с гонками используем метод увеличения длительности импульса, а следовательно уменьшения тактовой частоты.

2.6 Расчет надежности устройства.

Любое устройство создается для надежной безотказной работы. Свойство устройства сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ремонтов, хранения и транспортирования, называется надежностью. Если все параметры соответствуют требованиям документации, такое состояние называют работоспособным, а событие, состоящее в нарушении работоспособности,
-отказам. Таким образом, для возникновения отказа достаточно ухода хотя бы одного параметра за пределы, установленные нормативно-техническими документами

В зависимости от того, каким образом проявляются эти ухода параметров, различают внезапные и постепенные отказы. Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением эксплуатационных параметров устройства, в связи с чем прогнозировать момент его возникновения практически невозможно Примеры внезапных отказов - короткое замыкание обкладок конденсатора, обрыв выводов или пробой перехода транзистора. Постепенный отказ характеризуется постепенными, плавными изменениями во времени одного или нескольких параметров, обусловленными влиянием необратимых процессов старения и износа. При этом. наблюдая за соответствующими параметрами в течение длительного времени, всегда можно выявить тенденции или закономерности их изменения и предсказать причину и время возникновения отказа. В качестве примера постепенных отказов можно привести увеличение обратного тока коллекторного перехода транзистора Iко, уменьшение коэффициента передачи или полосы пропускания линейной интегральной схемы

Для цифровых устройств, работающих в условиях действия помех (наводки по цепям питания, внутренние шумы и т. д), характерно наличие относительно большого числа самоустраняющихся отказов (сбоев). Данный вид отказов связан с нарушением работоспособности устройства на короткое время. после" чего правильная работа аппаратуры восстанавливается самопроизвольно, без вмешательства извне. Следствием сбоев могут быть искажения информации
(исходных данных, управляющих воздействий и т д.), что может повлиять на нормальное функционирование устройства малая длительность сбоя осложняет задачу его выявления и ликвидации связанных с ним нежелательных последствий.