Микроэлектроника является одной из наиболее быстро развивающихся областей науки и техники. Непрерывно улучшаются технические характеристики и расширяются функциональные возможности микроэлектронных изделий — интегральных микросхем. Совершенствование микросхем достигается благодаря прогрессу во всех трех основных разделах микроэлектроники: физике, технологии и схемотехнике. Важным является схемотехнический раздел микроэлектроники – микросхемотехника.
Микросхемотехника (интегральная схемотехника) — раздел микроэлектроники, охватывающий исследования и разработку схемотехнических решений (электрических и структурных схем), используемых в интегральных микросхемах и радиоэлектронной аппаратуре на их основе.
Реализация любых алгоритмов обработки информации производится в цифровой системе путем выполнения над двоичными числами (операндами) определенной последовательности простейших операций, называемых микрооперациями. К ним относятся арифметическое сложение, инверсия, сдвиги влево или вправо, пересылка операндов между адресатами (ячейками памяти и устройствами системы) и др. Совокупность логических элементов, обеспечивающих выполнение определенной микрооперации, называется функциональным узлом. Такими узлами являются, например, сумматоры, преобразователи кодов, схемы поразрядного сдвига двоичных чисел (сдвиговые регистры и др.).
Для построения цифровых систем требуются функциональные узлы последовательностного типа (называемые так же автоматами), логическое состояние которых определяется последовательностью поступления входных сигналов.
Основными типами последовательностных функциональных узлов, выпускаемых в виде отдельных интегральных микросхем либо входящих в состав БИС и СБИС, являются регистры, счетчики и генераторы кодов. Регистром называется функциональный узел, выполняющий хранение операндов и их сдвиг на определенное число разрядов. Счетчиком называется узел, на выходах которого образуется число, соответствующее количеству поступивших на вход импульсов. Генератором кодов (числовых последовательностей) называется узел, дающий на выходах заданную последовательность кодов (двоичных чисел).
Рассмотрим структуру автоматов, синтезирующих последовательности чисел.
Схематически структуру данного автомата можно представить на рисунке:
Основу автомата составляют элементы памяти, в роли
которых могут выступать триггеры различных типов. Триггеры – электронные схемы, имеющие два устойчивых состояния,
которые устанавливаются при подаче соответствующей комбинации сигналов на управляющие
входы триггера и сохраняются в течение заданного времени после окончания
действия этих сигналов.
Переключение триггера осуществляется сигналами S (set -- установка), R (reset — сброс), поступающими с выходов схемы управления. Логическое значение сигналов S, R зависит от комбинации сигналов на внешних управляющих входах триггера и от состояния на выходе триггера, которое определяется значением сигнала Q, поступающего с выхода по цепи обратной связи.
Состояние триггера определяется значением выходного сигнала Q. Если изменение Q, т. е. переключение триггера, происходит только при поступлении синхронизирующего сигнала (синхроимпульса) на специальный вход синхронизации С (clock — времязадающий), то триггер
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
