ЭТПиМЭ

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Ч а с т ь 1

 

1.1. Упрощение логических выражений.

1.2. Формальная схема устройства.

1.3. Обоснование выбора серии ИМС.

1.4. Выбор микросхем.

1.4.1. Логический элемент ²ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ².

1.4.2. Логический элемент ²2ИЛИ ² с мощным открытым коллекторным выходом.

1.4.3. Логический элемент ²2И² с открытым коллектором.

1.4.4. Логический элемент ²2И² с повышенной нагрузочной способностью.

1.4.5. Логический элемент ²НЕ²

1.5. Электрическая принципиальная схема ЦУ.

1.6. Расчет потребляемой мощности и времени задержки.

1.6.1. Потребляемая мощность.

1.6.2. Время задержки распространения.

Ч а с т ь 2

2.1. Расчет базового элемента цифровой схемы.

2.1.1. Комбинация: Х₁ = Х₂ =Х₃ = Х₄ = ²1².

2.1.2. Комбинация: Х₁ = Х₂ =Х₃ = Х₄ = ²0².

2.1.3. Любая иная комбинация.

2.2. Таблица состояний логических элементов схемы.

2.3. Таблица истинности.

2.4. Расчет потенциалов в точках.

2.4.1. Комбинация 0000.

2.4.2. Комбинация 1111.

2.4.3. Любая иная комбинация.

2.5. Расчет токов.

2.5.1 Комбинация 0000.

2.5.2 Комбинация 1111.

2.6. Расчет мощности рассеиваемой на резисторах.

2.6.1. Комбинация 0000.

2.6.2. Комбинация 1111.

Ч а с т ь 3

3.1. Разработка топологии ГИМС.

3.2. Расчет пассивных элементов ГИМС.

3.3. Подбор навесных элементов ГИМС.

3.4. Топологический чертеж ГИМС (масштаб 10:1).

В А Р И А Н Т № 2

В ы х о д: ОК; ОС; или ОЭ.

Р_пот< 120 мBт

t_з.р. £ 60 нс

Ч а с т ь 1

 

1.1. Упрощение логических выражений.

1.2. Формальная схема устройства.

1.3. Обоснование выбора серии ИМС.

Учитывая, что проектируемое цифровое устройство должно потреблять мощность не превышающую 100мВт и время задержки не должно превышать 100 нс для построения ЦУ можно использовать микросхемы серии КР1533 (ТТЛШ) имеющие следующие технические характеристики:

Напряжение питания: 5В10%.

Мощность потребления на вентиль: 1мВт.

Задержка на вентиль: 4 нс.

1.4. Выбор микросхем.

 

1.4.1. Логический элемент ²ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ².

 

D1 - KP1533ЛП 5

Параметры:

Рпот = Епит × Iпот = 5 × 5,9 = 29.5 мВт

Е_пит = 5 В

I_пот = 5,9 мА

1.4.2. Логический элемент ² 2ИЛИ ² с мощным открытым коллекторным выходом.

D2 - КР1533ЛЛ4

 

Параметры:

Е_пит = 5 В

I¹_пот = 5 мА

I⁰_пот = 10,6 мА

 

1.4.3. Логический элемент ²2И² с открытым коллектором.

 

D3 - KP1533ЛИ2

 

Параметры:

Е_пит = 5 В

I¹_пот = 2,4 мА

I⁰_пот = 4,0 мА

1.4.3. Логический элемент ²2И² с повышенной нагрузочной способностью.

D4 - KP1533ЛИ1

Параметры:

Е_пит = 5 В

I¹_пот = 2,4 мА

I⁰_пот = 4 мА

1.4.5. Логический элемент ²НЕ².

 

D5 - KP1533ЛН1

 

Параметры:

Е_пит = 5,5 В

I¹_пот = 1,1 мА

I⁰_пот = 4,2 мА

D5

D4

D2

D1

1.5. Электрическая принципиальная схема ЦУ.

D3

С учетом выбранных микросхем внесем в формальную схему некоторые изменения (с целью минимизировать количество микросхем).

D4

D3

D1

D5

D2

1

1

1

1

1

1

1.6. Расчет потребляемой мощности и времени задержки.

1.6.1. Потребляемая мощность.

P_пот = P_{пот D1} + P_{пот D2} + P_{пот D3}+ P_{пот D4} + P_{пот D5} = 29.5 + 39 + 16 + 16 + 13.25 = 113.75 мВт

113.75 < 120 - Условие задания выполняется.

 

1.6.2. Время задержки распространения.

Для расчета времени задержки возьмем самый длинный путь от входа к выходу. Например от входов х₂х₃ до выхода y₂. Тогда:

t_з.р. = t_{з.р. D5.2}+ t_{з.р. D2.1} + t_{з.р. D3.2} = 9.5 + 10.5 + 34.5 = 54,5 мВт

54,5 < 60 - Условие задания выполняется.

Ч а с т ь 2