Разработка цифрового узла, создание его структурных и поведенческих моделей в пакетах DesignLab 8, OrCAD 9.1, ActiveHDL 6.2, страница 6

Рис. 21. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа разрешения 18 МГц.

Рис. 22. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа разрешения 19 МГц.

Рис. 23. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа разрешения 19 МГц.

             На рисунках видно, что на частоте переключения входа разрешения 18 МГц узлы работают корректно. На частоте 19 МГц узел со схемой замещения «сдох», а элемент со схемой замещения «как бы» работает, но если присмотреться внимательно – это некорректная работа. Т.е. узел с макромоделью также «помер» на частоте 19 МГц.

            Замечу, что сигнал на входе данных не изменялся и был высоким уровнем. Для низкого уровня предельная частота работы была бы больше, т.к. задержка при переходе из Z в L и L в Z (низкий уровень сигнала) меньше.

3. Определим максимальное значение частоты переключения сигнала на информационном входе при постоянном значении сигнала на адресном входе и входе разрешения.

Для макромодели в качестве Т_зад следует взять значение 13 нс, это максимальная задержка от информационного входа к выходу. Получим: .  Для элемента со схемой замещения принимаем Т_зад равным 5нс (максимальная задержка для 3И-НЕ). В результате: . Проверим полученные расчеты на опыте:

Рис. 24. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа данных 38 МГц.

Рис. 25. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа данных 39 МГц.

            По временным диаграммам видно, что теоретическая оценка предельной скорости работы узла с макромоделью подтвердилась: макромодель «не пережила» частоту переключения входа данных в 39 МГц. Но, экспериментируя с узлом на схеме замещения, я обнаружил: предельная частота работы составила 84 МГц, против 100 МГц, рассчитанных по формуле.

Рис. 26. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа данных 84 МГц.

Рис. 27. Работа цифровых узлов на частоте переключения  входа данных 85 МГц.

            Следует привести сводную таблицу предельных скоростных характеристик проектируемого узла К555КП17, полученных опытным путем. Значения частот округлим до целого числа в меньшую сторону.

Таблица 5. Предельные скоростные характеристики К555КП17.

Изменение частоты по типу входа	Предельное значение частоты, МГц
	Для макромодели	Для схемы замещения
Разрешения	18	18
Адресный	23	55
Информационный	38	84

            По таблице видно, что узел на схеме замещения может работать на больших частотах, чем макромодель. 

7.8. Функциональное описание узла с помощью примитивов.