Элементная база вычислительных средств

Стр 1 из 34Следующая ⇒

Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко

Инженерно-технический институт

Кафедра информационных технологий и автоматизированного управления производственными процессами

ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА

Учебное пособие

Тирасполь,

2014

УДК 004.312.225

ББК 32.973-04

Рецензенты:

Т. Д. Бордя, кандидат технических наук, доцент.

(Приднестровский государственный университет);

В. М. Погорлецкий,.кандидат технических наук, доцент

(Приднестровский государственный университет).

А. В. Варзяев – ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА: Учебное пособие. Тирасполь, 2014. – 123 с..

Данное учебное пособие содержит основные сведения о цифровых интегральных микросхемах, параметры и характеристики цифровых микросхем. Рассмотрены все основные типы цифровых микросхем комбинационного и последовательностного типа, микросхемы памяти.

Рекомендуется для преподавателей и студентов направления «Информатика и вычислительная техника». Может использоваться для курсов «Электроника», «Микропроцессорные системы» других специальностей.

Рекомендовано Научно-методическим Советом ПГУ им. Т. Г. Шевченко

ã Варзяев А. В., составление 2014 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 элементная база вычислительных средств

1.1 Интегральные микросхемы

1.2 Транзисторные ключи

1.3 Развитие базовых логических элементов

1.4 Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ)

1.5 Логический элемент ТТЛШ (элемент ТТЛ с диодами Шотки)

1.6 Быстродействующие логические элементы

1.7 Логические элементы на МОП-транзисторах

1.8 Интегральная инжекционная логика (ИИЛ или И

Л)

2 КОМБИНАЦИОННЫЕ СХЕМЫ

2.1 Цифровые логические элементы

2.2 Шинный формирователь

2.3 Схема сравнения

2.4 Дешифратор

2.5 Шифратор

2.6 Мультиплексор

2.7 Аналоговый ключ

2.8 Сумматор

2.9 Арифметическо-логическое устройство

3 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ СХЕМЫ

3.1 Триггеры

3.2 Регистры

3.3 Счётчики

4 ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ЗУ)

4.1 Структурная схема и параметры ЗУ

4.2 Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

4.3 Сверхоперативная память

102

4.4 Буфер памяти «очередь» (FIFО)

104

4.5 Буфер памяти «магазин» (LIFO)

105

4.6 Построение блоков памяти

105

4.7 Постоянное запоминающее устройство

108

Список использованных сокращений

122

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

123

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время изучение электроники является обязательным для студентов любых технических специальностей независимо от направления. Ведь электронные устройства управления применяются во всех областях техники.

Электронику обычно подразделяют на аналоговую и дискретную (цифровую). Аналоговая электроника оперирует с непрерывно изменяющимися сигналами, то есть, принимающими любые промежуточные значения в определённом диапазоне. В дискретной электронике используется абстрактная модель сигнала и считается, что сигнал может принимать некоторое конечное число значений. Практически в подавляющем большинстве случаев сигнал принимает только два значения: логический ноль и логическую единицу. Такие сигналы называются цифровыми, а область электроники – соответственно называется цифровой электронике.

Данное учебное пособие посвящено исключительно цифровой электронике, учитывая, что на многих специальностях аналоговая и цифровая электроника изучаются в отдельных дисциплинах.

Практически все современные электронные устройства управления построены на микропроцессорах, а все современные микропроцессоры и вообще вся вычислительная техника являются цифровыми. Поэтому, в том или ином объёме, цифровая техника изучается студентами всех инженерных специальностей.

Данное пособие изначально предназначено для студентов инженерно-технического института, направление подготовки «Информатика и вычислительная техника». Однако может использоваться (по крайней мере, некоторые разделы) для студентов других технических направлений.

В пособии отсутствуют разделы «Логические основы ЭВМ» (посвященный алгебре логики, работе логических элементов и т. д.) и «Арифметические основы ЭВМ» (посвящённый системам счисления, двоичной арифметике, действию с двоичными числами). Соответствующие разделы изучаются студентами инженерно-технического института ранее в дисциплинах («Информатика», «Теория автоматов»).

элементная база вычислительных средств

Интегральные микросхемы

Интегральная микросхема (ИМС) – это изделие, состоящее из активных и пассивных элементов и проводников, которое изготовлено в едином технологическом процессе.

Элементы ИМС объединены в единое функциональное устройство и изготовле-ны в стандартном корпусе. Практически, проще говоря, микросхема – это электронная схема, состоящая из диодов, транзисторов, резисторов, изготовленная в одном корпусе.

ИМС являются следующим поколением электронных приборов (после электрон-ных ламп и транзисторов). Практически все современные цифровые вычислительные устройства построены на микросхемах.

Микросхемы различаются по сложности, определяемой степенью интеграции (числом элементов на кристалле полупроводника). В соответствии с этим, существует следующая классификация микросхем:

- Малые интегральные схемы (МИС) - содержат до 100 элементов на кристалле;

- Средние интегральные схемы (СИС) – 101-1000 элементов;

- Большие интегральные схемы (БИС) – 1001-10 000 элементов;

- Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) – более 10 000 элементов.

В современных микропроцессорах число элементов достигает уже десятков миллионов.

Часто используется также аббревиатура ЦИС – цифровые интегральные схемы.

Очевидно, что чем больше степень интеграции ИМС – тем меньше размеры устройства. В настоящем курсе не рассматриваются сложные вопросы технологии изготовления ИМС. При изучении соответствующих специальностей, этому посвящена отдельная дисциплина или даже несколько.

По технологии изготовления ИМС бывают полупроводниковые, плёночные и гибридные. В подавляющем большинстве в цифровой технике используются только полупроводниковые микросхемы.

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!