БОЛЬШИЕ И СВЕРХБОЛЬШИЕ ИМС

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тамбовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

 

Зав. Кафедрой Э и А

 

В. Ф. Калинин

« » 20 г.

 

 

«Информационно – измерительная техника и электроника»

 

 

Тема №3 ИМПУЛЬСНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

 

Лекция №9

Тема лекции:

 

БОЛЬШИЕ И СВЕРХБОЛЬШИЕ ИМС

 

 

Цель лекции: изучить классификацию, запоминающие логические элементы и особенности БИС и СБИС.

 

Содержание

(Программные вопросы лекции)

1. Классификация больших и сверхбольших ИМС.

2. Запоминающие логические элементы БИС и СБИС.

 

Учебно-материальное обеспечение

 

Литература для самостоятельной работы: ???

1. В.П.Попов Основы теории цепей. –М.: Высшая школа.2000, (с.6-7).

Г.И. Атабеков. Теоретические основы электротехники. Ч.1. – М.: Энергия, 1978, (с.14-18).

 

 

Тема лекции: БОЛЬШИЕ И СВЕРХБОЛЬШИЕ ИМС

 

Введение.

В данной лекции мы рассмотрим основные устройства цифровых микросхем, которые реализуются в БИС и СБИС.

БИС и СБИС - это ИМС с высокой степенью интеграции, реализующие функции одного или несколько достаточно сложных устройств.

Классификация больших и сверхбольших ИМС

По своему назначению БИС и СБИС делятся на две группы:

- унифицированные;

- специализированные.

Унифицированные БИС и СБИС являются основной для построения различных средств обработки информации (например, микропроцессоры). Их характеристики и параметры приводятся во всех общедоступных справочниках.

Специализированные БИС и СБИС предназначены для построения только узкого класса изделий, выполняющих (как правило) только одну операцию. Это заказные ИМС, их характеристики имеются только в документации предприятия – изготовителя.

 

 

Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения различной цифровой информации.

В оперативных ЗУ (ОЗУ) хранятся результаты промежуточных (текущих) вычислений.

В постоянных ЗУ (ПЗУ) хранится долговременная информация (программы, константы и др.).

Микропроцессор (МП) – функционально законченное устройство, которое выполняет операции над данными в соответствии с программой, поступающей на его вход.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – это устройство, преобразующее аналоговые сигналы в цифровые коды.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – это устройство, выполняющее обратную операцию.

К устройствам приемно-усилительной аппаратуры относятся: УНЧ, УПЧ, УВЧ, модуляторы, демодуляторы, детекторы и др.

 

Качественные особенности БИС и СБИС

1. Более совершенная схемотехника (трехмерные многослойные структуры, многоуровневая система соединений и др.)

2. Более сложная технология (прецизионные методы литографии с разрешением менее 1 мкм, сухие методы травления и др.).

3. Новые методы проектирования (например, разрабатываются не только БИС и СБИС, но и структура РЭА, где они будут использоваться).

 

Запоминающие логические элементы БИС и СБИС

Основой любого ЗУ является накопитель, представляющий собой матрицу, составленную из запоминающих элементов (ЗЭ). Структурная схема матричного накопителя Информация в ЗЭ хранится в виде двоичного кода, то есть в любой момент времени на выходе ЗЭ присутствует либо…

Режим хранения информации

В этом режиме на затворы VТ3 и VТ4 с шин адресов А₁ и А₂ поданы лог. «0» и они находятся в закрытом состоянии. Следовательно, на выходе ЗЭ хранится записанная информация: лог. «1» или лог. «0».

 

Режим считывания информации

  Запоминающий элемент динамического ОЗУ    

Основы алгебры логики

Основные операции алгебры логики В алгебре логики используются три операции.     Логическое сложение дизъюнкция, сборка, операция «ИЛИ», читается «F равно х или у».

Порядок выполнения операций в алгебре логики

Знак «=» означает, что соединяемые им части эквивалентны, т.е. могут быть поменяны местами. Скобки в логических выражениях, как и в обычной алгебре, означают порядок… 1. Выполняется отрицание (НЕ) отдельных переменных.

Видно, что правая таблица соответствует операции И, но в ней фигурируют переменные и функция.

Принцип двойственности справедлив для любого числа переменных: .

Использование принципа двойственности позволяет переходить от коньюнкции к дизьюнкции и наоборот.

 

Основные теоремы и законы алгебры логики

Все операции над одной переменной и константами 0 и 1 выражают девять теорем:

1. !!! Проверяется подстановкой х=1 или x= 0.

2. .

3. .

4. .

5. .

6. .

7. x + x = x .

8. .

9. .

 

Законы алгебры логики при двух и более переменных

 

1. Переместительный закон

.

2. Сочетательный закон

.

.

3. Распределительный закон

.

.

4. Закон склеивания

.

.

5. Закон поглощения

.

.

6. Закон отпадания отрицания

.

7. Закон инверсии (отрицания) де Моргана

.

Иногда полезны следующие соотношения

.

б).

 

Двоичная система счисления

А(2)=10101(2)=1×24+0×23+1×22+0×21+1×20=16+4+1=21(10) . Как уже отметили, физические устройства ЦВМ работают с двоичной ПСС, однако… А(10) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Заключение.