(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Программные средства foundation > > зС>- iO- iO- Рис. 1.1. Логические схемы: (а) схема И; (Ь) схема ИЛИ; (с) схема НЕ или инвертор Показанная на рис. (Ь) 2-входовая логическая схема ИЛИ (OR gate) вырабатывает 1 на выходе, если на одном или на обоих ее входах присутствует 1; выходной сигнал этой схемы равен О только в том случае, когда оба входных сигнала равны 0. На рисунке снова приведены четыре возможные комбинации сигналов на входах с соответствующими значениями выходного сигнала. На Bbwojxe логической схемы НЕ (NOT gate), чаще называемой инвертором (inverter), вырабатывается сигнал, значение которого противоположно значению входного сигнала, как это показано на рис. (с). Мы назвали эти три логические схемы самыми важными по убедительной причине. Любую логическую функцию можно реализовать, пользуясь только этими тремя типами логических схем. В главе 3 будет показано, как выглядят логические схемы на транзисторах. Нужно, однако, помнить, что логические схемы строились или могли быть построены и на другой основе, например, на реле или на электронных лампах, а также в виде гидравлической конструкции или молекулярной решетки. Устройство, способное хранить О или 1, называется триггером (flip-flop). Состояние (state) триггера - это значение, которое в нем хранится в настоящее время. Сохраняемое значение можно изменить только в определенные моменты времени, задаваемые тактовым входным сигналом, и то, что будет храниться в дальнейшем, зависит от предшествующего состояния триггера и от значений сигналов на его управляющих входах. Триггер можно построить в виде комбинации вентилей, включенных некоторым хитрым способом, как будет показано в парафафе 7.2. Цифровая схема, содержащая триггеры, называется последовательностной схемой (sequential circuit), поскольку значение сигнала на ее выходе в какой-то момент времени зависит не только от сигналов, имеющихся на входах схемы в этот момент времени, но также и от предшествовавшей последовательности значений сигналов, которые были на ее входах ранее. Другими словами, последова-тельностная схема обладает памятью (memory) по отношению к событиям, происходившим ранее. 1.4. Электронные аспекты цифрового проектирования Цифровые схемы не являются в точности двоичной версией супа из букв ; при всем почтении к рис. 1.1, маленькие нули и единицы не плавают около входов и 1.4. Электронные аспекты цифрового проектирования 29 выходов изображенных на нем схем. Как мы увидим в главе 3, цифровые схемы имеют дело с аналоговыми напряжениями и токами и строятся из аналоговых компонентов. Цифровая абстракция позволяет в большинстве случаев игнорировать аналоговое поведение, так что схемы можно представить в виде моделей, как если бы они на самом деле обрабатывали нули и единицы. Важный аспект цифровой абстракции состоит в том, чтобы увязать интервал аналоговых значений с каждой из логических величин О и 1. Как показано на рис. 1.2, для типичного вентиля не гарантируется, что логическому О на выходе соответствует точно указываемый уровень напряжения. Скорее, напряжение на выходе вентиля окажется в пределах некоторого интервала, который является подмножеством множества значений, которые гарантированно воспринимаются как О входами других вентилей. Интервал между границами диапазонов называют запасом помехоустойчивости {noise margin): сигнал на выходе вентиля может быть сильно искажен помехами, но все же он будет правильно интерпретироваться на входах других логических схем. Запас Рис. 1.2. Логические значения помехо- и запас помехоустойчивости Выходы устойчивости Входы Напряжение!,    Аналогично обстоит дело с логической 1 на выходе. Обратите внимание, что между диапазонами, соответствующими логическому О и логической 1, имеется область недействительных значений. Хотя у любой конкретной цифровой схемы, работающей при заданном напряжении питания и при фиксированной температуре, граница между двумя диапазонами имеет вполне определенное значение, у разных логических схем их границы лежат где-то в области недействительных значений. Благодаря этому любой сигнал, принадлежащий диапазонам логического О и логической 1, будет одинаково интерпретироваться различными схемами. Это свойство существенно с точки зрения воспроизводимости результатов. О том, чтобы вентили вырабатывали и распознавали логические сигналы, значения которых лежат внутри соответствующих интервалов, должен позаботиться разработчик электронной схемы. Это проблема расчета аналоговой схемы; некоторые аспекты этой проблемы мы затронем в главе 3. Нельзя построить схему, которая вела бы себя желаемым образом при произвольных напряжениях питания, температуре, нагрузке и других факторах. Поэтому разработчик электронной схемы или производитель тех или иных устройств снабжают нас техническими условиями {specification), при соблюдении которых правильная работа схемы или устройства гарантируется. Однако проектировщику цифрового устройства нет необходимости вдаваться в детали аналогового поведения его конструкции, чтобы обеспечить правильность ее работы. Скорее всего, вам нужно будет только проконтролировать внешние условия, в которых предстоит функционировать устройству, и убедиться, что они не выходят за рамки известных наперед технических требований. Некоторые аналоговые знания необходимы, чтобы выполнить такую проверку, но далеко не столь глубокие, какие могли бы понадобиться, если начинать проектирование цифрового устройства с нуля. В главе 3 мы дадим вам как раз то, что нужно. 1.5. Роль программирования в проектировании цифровых устройств Цифровое проектирование не обязательно требует каких-то профаммных средств. Например, на рис. 1.3 представлен простейший инструмент разработки цифровых схем старой школы - пластиковый фафарет для вычерчивания логических элементов на принципиальной схеме вручную [на нем паяльником выжжено имя владельца (WAKE - начальные буквы фамилии автора книги. -/7/?м,м. перев.)]. Однако сегодня профаммные средства являются существенной составной частью цифрового проектирования. Действительно, в последние несколько лет доступность и практичность языков описания схем в сочетании со средствами моделирования схем и зафузки профаммируемых кристаллов полностью изменили сам характер цифрового проектирования. В этой книге мы будем повсюду широко использовать языки описания схем. Различные профаммные средства, применяемые при автоматизированном проектировании (computer-aided design, CAD), повышают производительность фуда разработчика и позволяют выполнить проект более правильно и улучшить его качество. В мире, где властвует дух конкуренции, когда поджимают сроки, без использования профаммных средств нельзя получить высококачественные результаты. Вот важные примеры профаммных средств для цифрового проектирования: Графический редактор схем. Это схемотехнический эквивалент текстового редактора. Он позволяет рисовать схемы на экране, а не карандашом на бумаге. Более совершенные фафические редакторы проверяют также, нет ли в схеме простых, легко обнаруживаемых ошибок, таких как короткое замыкание выходов, наличие никуда не поданных сигналов и т.д. Такие программы подробнее рассматриваются в разделе 11.1.2. Рис. 1.3. Трафарет разработчика цифровых схем Е> ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |