Основы цифровой схемотехники

Купить бумажную книгу и читать

Название: Основы цифровой схемотехники

Автор: Райхлин В.А.

Издательство: КГТУ

Год: 2000

Страниц: 352

ISBN: 5-7579-0311-2

Формат: PDF

Размер: 20.3 Мб

Язык: русский

Излагается классика импульсной техники как образовательный базис цифровой схемотехники. Дается знакомство с многообразием интегральных технологий построения логических элементов. Рассматриваются цифровые микросхемы широкого применения и микросхемы памяти. Изучаются вопросы проектирования цифровых структур с учетом динамики процессов и топологических ограничений.

Для студентов вузов направления 552800 - "Информатика и вычислительная техника", специальности 220100 - "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" и ряда родственных направлений и специальностей, для аспирантов и преподавателей.

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ..............................................7

§1.1. ВВЕДЕНИЕ В АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНЫХ ПРОЦЕССОВ.....................................7

Характеристика формы импульсов .....................................................................8

Сущность операционного метода......................................................................10

Анализ цепей с экспоненциальным изменением................................................16

§1.2.ИМПУЛЬСНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ.....................................18

Простейшие цепи.............................................................................................18

Влияние неучтенных параметров......................................................................22

Импульсный трансформатор.............................................................................27

Длинные линии................................................................................................33

Искусственные линии задержки .......................................................................41

§1.3.ТРАНЗИСТОРНЫЕ КЛЮЧЕВЫЕ СХЕМЫ.....................................................44

Статические и динамические параметры транзисторов......................................44

Характеристика открытого и закрытого состояний ключа ОЭ............................47

Временные процессы в ключе ОЭ.....................................................................50

Введение корректирующих элементов..............................................................54

§1.4.ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ..........................................................................59

Диодные элементы...........................................................................................60

Транзисторные элементы .................................................................................64

Диодно-транзисторные элементы .....................................................................71

Статический триггер........................................................................................78

§1.5.РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ......................................84

Симметричный мультивибратор.......................................................................84

Ждущий мультивибратор с эмиттерной связью.................................................90

Блокинг-генератор...........................................................................................92

Вопросы синхронизации...................................................................................95

Глава 2. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.......................................................97

§2.1. БИПОЛЯРНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИС...............................................................98

Характеристика биполярных ИС..................'.....................................................99

Схемы с резистивными связями...................................................................... 104

ЭСЛ- и РТЛ-схемы........................................................................................ 106

Диодно-транзисторные схемы........................................................................ 1 10

Транзисторно-транзисторные схемы............................................................... 112

§2.2. БАЗОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ МИКРОСХЕМЫ ТТЛ.......................................... 116

Электрические характеристики ...................................................................... 116

Варианты микросхем...................................................................................... 120

Влияние нагрузки и состояний входов............................................................ 124

Специальная организация выходов................................................................. 126

§2.3. ТРИГГЕРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ ТТЛ........................................ 129

Обобщение понятия триггерной схемы........................................................... 130

Микросхемы JK- и D-триггеров...................................................................... 137

Простейшие релаксаторы............................................................................... 139

Микросхемы генераторов импульсов.............................................................. 144

§2.4. СХЕМЫ НА МДП-ТРАНЗИСТОРАХ............................................................ 146

Общая характеристика...............................................................,................... 147

Базовые микросхемы КМОП........................................................................... 152

§2.5. СХЕМЫ С ИНЖЕКЦИОННЫМ ПИТАНИЕМ............................................... 156

Принцип действия, сравнительные оценки и применения................................ 158

Характеристики многоэлектродного биполярного транзистора........................ 160

Логические элементы..................................................................................... 164

Проектирование сложных схем....................................................................... 167

Глава 3. ЛОГИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И АВТОМАТЫ.................................................. 169

§3.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ................................................... 169

Переход к универсальному базису.................................................................. 169

Разгрузка элементов....................................................................................... 173

Повышение степени интеграции..................................................................... 175

Построение систем синхронизации................................................................. 177

§3.2. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ ПИТАНИЯ И МЕЖСОЕДИНЕНИЯХ ...............180

Проблема импульсной помехоустойчивости.................................................... 180

Помехи от обратных токов............................................................................. 183

Перекрестные помехи.................................................................................... 185

Помехи рассогласований................................................................................ 190

§3.3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ЛОГИКО-СТРУКТУРНОМ УРОВНЕ................................... 194

Комбинационные состязания.......................................................................... 196

Исследование переходных процессов .............................................................200

Состязания в последовательностных схемах...................................................204

Аналитическое исследование .........................................................................207

Устранение состязаний ..................................................................................209

§3.4. ЭЛЕМЕНТЫ СИНТЕЗА ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ.....................................216

Триада проектирования..................................................................................216

Синтез по неформальному заданию................................................................219

Задания с лабиринтами..................................................................................229

Минимизация таблиц переходов.....................................................................234

Кодирование состояний..................................................................................240

§ 3.5. ПСЕВДОАСИНХРОННЫЕ СХЕМЫ............................................................246

Способы реализации синхронных схем...........................................................247

Асинхронная регистровая схема.....................................................................249

Построение таблиц переходов С-асинхронных схем........................................253

С-асинхронные схемы....................................................................................257

Сопоставление с прямой реализацией.............................................................263

Глава 4. СТРУКТУРНЫЕ МОДУЛИ................... ...............................................270

§4.1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МОДУЛЬНЫХ СТРУКТУР.......................................271

Многофункциональные логические модули.....................................................271

Модульные реализации последовательностных схем.......................................277

Однородные сети...........................................................................................284

Операционные среды.....................................................................................288

§4.2. МИКРОСХЕМЫ КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА..........................................296

Арифметические микросхемы.........................................................................296

Микросхемы контроля....................................................................................300

Микросхемы дешифраторов............................................................................302

Микросхемы мультиплексоров.......................................................................303

§4.3. МИКРОСХЕМЫ С ТРИГГЕРНОЙ ПАМЯТЬЮ.............................................305

Микросхемы регистров........................................................,..........................306

Микросхемы счетчиков..................................................................................309

Микросхемы регистровой памяти...................................................................311

§ 4.4. МИКРОСХЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ...............................................314

Система параметров и мнемоники микросхем памяти .....................................315

Технология ТТЛ.............................................................................................316

Технология КМОП.........................................................................................319

Технология п-МОП ........................................................................................321

§4.5. МИКРОСХЕМЫ ПОСТОЯННОЙ ПАМЯТИ.................................................327

Масочные ПЗУ...............................................................................................329

Программируемые ПЗУ..................................................................................331

Репрограммируемые ПЗУ...............................................................................335

Нетрадиционные применения ПЗУ..................................................................338

Программируемые логические матрицы..........................................................341

ЛИТЕРАТУРА.................................................................................................... 346