wykład 2 projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · sztuka elektroniki - p. horowitz,...
TRANSCRIPT
![Page 1: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/1.jpg)
Wykład 2
Projektowanie cyfrowych układów elektronicznychWojciech Świtała
http://www.cs.put.poznan.pl/~wswitala
![Page 2: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/2.jpg)
Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe – U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów analogowych – Robat A.Rease Układy Cyfrowe – Wojciech Głocki - WSiP Filtry analogowe i cyfrowe - Jacek Izydorczyk, Jacek Konopacki – PAN Lokalne interfejsy szeregowe w systemach cyfrowych – Jacek Bogusz –
BTC Zasilacze urządzeń elektronicznych – Joseph J.Carr – BTC Mikrokontrolery w systemach zdalnego sterowania – Zbigniew Hajduk –
BTC Pamięci masowe w systemach mikroprocesorowych – Paweł Marks – BTC Cyfrowe przetwarzanie sygnałów – Tomasz P. Zieliński – WKŁ Moduły GSM w systemach mikroprocesorowych – J Bogusz – BTE Systemy GPS – Cezary Specht – BERNARDIUM GPS i inne satelitarne systemy nawigacyjne – Janusz Narkiewicz – WKŁ Technologie i materiałoznawstwo dla elektroników – Zbigniew
Szczepiński , Stefan Okoniewski WSiP
![Page 3: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/3.jpg)
Systemy liczbowe
- dziesiętny, szesnastkowy, binarny
- reprezentacja liczb ujemnych i ułamków
- logika stałoprzecinkowa i zmiennoprzecinkowa
Systemy kodowe (BCD, ASCII, Graya)
Algebra Boole’a <{0,1}, +, *, -, 0, 1>
Prawa de Morgana
NOT, AND, OR NAND, NOR, XOR, XNOR
baba
baba
)(
)(
![Page 4: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/4.jpg)
NOT
A -1 Y - 2
0 1
1 0
![Page 5: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/5.jpg)
AND
A -1 B -2 Y - 3
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
![Page 6: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/6.jpg)
OR
A - 1 B - 2 Y - 3
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
![Page 7: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/7.jpg)
NAND
A - 3 B - 4 Y - 5
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
![Page 8: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/8.jpg)
NOR
A - 2 B - 3 Y - 1
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
![Page 9: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/9.jpg)
XOR
A - 1 B - 2 Y - 3
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
![Page 10: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/10.jpg)
XNOR
A - 1 B - 2 Y - 3
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
![Page 11: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/11.jpg)
Każdy element logiczny ma swoją strukturę wewnętrzną
= =NAND
TTL CMOS
![Page 12: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/12.jpg)
TTL – „Transistor-Transistor Logic”
Zasilanie: 5V;
VIH: 2.0V;
VIL: 0.8V;
VOH: 3.3V;
VOL: 0.35V;
CMOS – „Complementary metal–oxide–semiconductor”
Zasilanie: 3-18V;
VIH: 3.7V;
VIL: 1.3V;
VOH: 4.7V;
VOL: 0.2V;
![Page 13: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/13.jpg)
VIH – Minimalne wejściowe napięcie stanu „1”VIL – Maksymalne wejściowe napięcie stanu „0”VOH – Minimalne wyjściowe napięcie stanu „1”VOL – Maksymalne wyjściowe napięcie stanu „0”
![Page 14: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/14.jpg)
!S !R Qn !Qn
1 1 Qn-1 !Qn-1
0 1 1 0
1 0 0 1
0 0 1 0
![Page 15: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/15.jpg)
C D Qn !Qn
0 0 Qn-1 !Qn-1
0 1 Qn-1 !Qn-1
1 0 0 1
1 1 1 0
![Page 16: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/16.jpg)
J K Qn !Qn
0 0 Qn-1 !Qn-1
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 !Qn-1 Qn-1
![Page 17: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych · Sztuka Elektroniki - P. Horowitz, W.Hill Układy półprzewodnikowe –U.Tietze, Ch. Schenk Projektowanie układów](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020319/5c7924fd09d3f294278c3d9a/html5/thumbnails/19.jpg)
Obciążalność:
IIH: maks. 0.1mA;
IIL: maks. 0.4mA;
IOH: maks. 0.4mA;
IOL: maks. 8mA;
Czasy propagacji:
9-15ns dla TTL
Opóźnienie sumaryczne – suma wszystkich czasów propagacji w gałęzi – ważny element podczas projektowania układów cyfrowych