Этап логического проектирования - Разработка цифрового комбинационного устройства демультиплексора
Исходная логическая схема устройства
Исходная логическая схема устройства для данной логической функции показана на рисунке 3.1. Для разработки и создания устройства нам необходимо и достаточно использовать только два типа логических элементов - инвертор и 3ИЛИ-НЕ. Необходимости преобразовывать данную логическую схему нет.
Рисунок 3.1. Исходная логическая схема устройства
Результаты логического моделирования спроектированного устройства
На рисунках 3.2 и 3.3 представлены соответственно созданная логическая схема устройства и результаты логического моделирования спроектированного устройства, удовлетворяющего заданию на курсовой проект.
Рис. 3.2. Логическая схема устройства
Рис. 3.3. Результаты логического моделирования устройства
IV. Этап схемотехнического проектирования
Электрические схемы используемых логических элементов в КМДП-базисе
На рисунках 4.1 и 4.2 показаны электрические схемы инвертора и элемента 3ИЛИ-НЕ, на рисунках 4.3 и 4.4 - их схемы при расчете в программе Schematics.
Рис. 4.1. Электрическая схема инвертора
Рис. 4.2. Электрическая схема элемента 3ИЛИ-НЕ
Рис. 4.3. Инвертор
Рис. 4.4. 3ИЛИ-НЕ
Предварительный расчет параметров транзисторов
- 1. 2. Находим период тактового сигнала при рабочей частоте fT, максимально допустимое время задержки на схеме в целом tСХ и допустимое время задержки на каждый логический элемент tЗД ЭЛ:
, ,
Транзистор мультиплексор сигнал тактовый
3. Выбираем размеры транзисторов в эквивалентном инверторе, обеспечивающем время задержки не хуже tЗД ЭЛ:
Полагая, что, получим
Учитывая вышеприведенные расчеты, мы получили для логических элементов следующие параметры:
Инвертор
, ,
3ИЛИ-НЕ
, ,
Результаты расчета переходных процессов в логических элементах в программе Schematics
На рисунках 4.5 и 4.6 представлены результаты расчетов переходных процессов в логических элементах, используемых при создании демультиплексора, в программе Schematics. Все расчеты удовлетворяют условиям, поставленным в задании на курсовой проект.
Рис. 4.5. Результаты расчетов переходных процессов в инверторе
, , ,
Рис. 4.6. Результаты расчета переходных процессов в элементе 3ИЛИ-НЕ
, , ,
Расчет переходного процесса устройства в целом в программе Schematics
На рисунке 4.7 представлен результат расчета переходных процессов для всего устройства в целом программе Schematics.
Рис. 4.7. Результат расчета переходных процессов всего устройства
Для данного демультиплексора получены следующие характеристики:
, , ,
V. Этап топологического проектирования
Топология логических элементов
Топология логических элементов Инвертор и 3ИЛИ-НЕ представлены соответственно на рисунках 5.1 и 5.2.
Рис. 5.1. Топология инвертора
Рис. 5.2. Топология элемента 3ИЛИ-НЕ
Расчет максимальной длины межсоединений
Будем считать, что влиянием межсоединений можно пренебречь, если при учете паразитных емкостей и сопротивлений, связанных с разводкой, изменение постоянной времени в цепи составляет не более 5%. В этом случае для однозвенной RC-цепочки можно получить аналитическую оценку максимальной допустимой длины межсоединений, не вносящих существенных искажений в переходной процесс.
Ограничение на длину межсоединений должно быть получено из условия:
М/0=1.05
Отсюда
- (RВЫХ1+ RМ)(СМ +СВХ2)/ (RВЫХ1СВХ2) = 1.05; (RВЫХ1+ М lM/(wMhM)) (е0 еOKlMwM / TOK +СВХ2)/(RВЫХ1СВХ2) = 1.05;
И максимальное значение lM может быть найдено как решение квадратного уравнения
(М е0 еOK / (hMTOK ))lM2 + (RВЫХ1е0 еOKwM / TOK + СВХ2М /(wMhM))lM - - 0.05RВЫХ1 СВХ2 = 0;
Эскиз топологии устройства
Эскиз топологии всего устройства показан ниже на рисунке 5.3.
Рис. 5.3. Эскиз топологии устройства
Расчет паразитных сопротивлений и емкостей разводки
Значение емкости оценим по формуле
,
Где
Толщина межслойной изоляции, ,
Площадь обкладок паразитного конденсатора. Площадь обкладок для емкости металл - подложка рассчитывается как площадь участка металлической шины, соединяющего два или несколько электрических узлов с учетом разветвлений.
- -абсолютная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, =, - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, .
Что составляет меньше от значения. Следовательно, в дальнейшем мы влияние паразитной емкости учитывать не будем
Похожие статьи
-
Вариант № 6 Необходимо разработать цифровое комбинационное устройство демультиплексор из 1 в 4 в базисе ИЛИ-НЕ, НЕ, логическая функция которого указана...
-
Выводы по работе - Разработка цифрового комбинационного устройства демультиплексора
При разработке демультиплексора, удовлетворяющего заданию на курсовой проект, мы получили следующие характеристики используемых логических элементов и...
-
Устройство сравнения предназначено для определения знака входного сигнала, а также для сравнения сигнала с УВХ с сигналом, снимаемым с ЦАП, и выдачи...
-
Помимо аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работой цифровой логики могут управлять операционные усилители (ОУ) и компараторы, преобразующие...
-
Применяя к выражению (13) аксиому двойного отрицания (9) получим: Yмажор =~(~( x2*x0 + x1*x0 + x2*x1))(14) Формуле (14) соответствует схема (рис.8,слева)...
-
МИНИМИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ, ТАБЛИЦА КАРНО - Цифровые устройства и микропроцессоры
Полученные по формуле СДНФ (12) выражение может быть преобразовано (не всегда) к виду, имеющему меньшее число переменных и операций по сравнению с...
-
Частота генератора тактовых импульсов, Гц....190 Счет ведется от числа....9 Шаг...............................1 Число состояний системы............8...
-
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ПАМЯТЬ) - Цифровые устройства и микропроцессоры
Для хранения информации в микропроцессорных системах используются запоминающие устройства на основе полупроводниковых материалов, а также магнитные и...
-
Расчет схемы электрической принципиальной цифрового матрицирующего устройства. Рассмотрим систему обозначений сигналов, принятую в цифровом телевидении...
-
СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Целью проектирования цифрового устройства является получение его логической функции (ЛФ) и соответствующей ей схемной реализации. ЛФ могут иметь...
-
КОМБИНАЦИОННЫЕ СХЕМЫ, ДЕШИФРАТОР - Цифровые устройства и микропроцессоры
В комбинационных схемах логическая функция зависит только от комбинации значений входных переменных. При описании многих цифровых устройств невозможно...
-
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМАХ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Отличие времени задержки tзд. р. от нуля при прохождении сигнала через логическую схему может приводить к возникновению помех в выходном сигнале. Эти...
-
Для n-логических переменных (аргументов) существует 2n их комбинаций или двоичных наборов. На каждом таком наборе может быть определено значение функции...
-
Современный процесс разработки технического устройства можно разбить на следующие составные части: Научно-исследовательская работа (НИР);...
-
ЛОГИЧЕСКИЙ БАЗИС, СХЕМНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ - Цифровые устройства и микропроцессоры
Набор простейших ЛФ, позволяющих реализовать любую другую функцию называется логическим базисом (ЛБ). Функции И, ИЛИ, НЕ не являются минимальным ЛБ, т....
-
Для сетей доступа разработаны оптические волновые коммутаторы и маршрутизаторы. Основой этих устройств являются волновые конверторы: л-конверторы,...
-
"Введение, этапы развития электроники" - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Электроника-область науки, техники и производства, охватывающая изучение физических основ, исследование, разработку и принципы использования приборов,...
-
Заключение - Разработка радиопередающего устройства
Главной задачей данного курсового проекта было спроектировать РПУ, которое позволяет передавать цифровую информацию (код) с помощью частотной...
-
При помощи программы моделирования электрических цепей Fastmean). Программы моделирования электрических цепей (такие как OrCAD PSPICE, Micro-Cap,...
-
Расчет и проектирование пассажирских устройств Для обслуживания пассажиров и нужд самой станции в проекте предусматривается: - пассажирское здание; -...
-
На промежуточных станциях для выполнения грузовых операций сооружаются крытый склад общего пользования, крытая и открытая платформа, контейнерная и...
-
Анализ характеристик объекта проектирования трудовой деятельности человека, производственной среды Фотоприемное устройство является модулем приемной...
-
Проектирование УВХ. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
При обработке аналоговых сигналов, изменяющихся с частотой, соизмеримой или большей, чем скорость работы АЦП, из аналогового сигнала приходится делать...
-
Структурная схема разрабатываемого устройства представлена на рисунке 3.1. Рисунок 3.1. Структурная схема устройства. 1 - Входной буферный каскад 2 -...
-
Цифровые устройства и микропроцессоры
Введение Счетчики выполняют на запоминающих элементах - триггерах. Он фиксирует число импульсов, поступивших на его вход. В интервалах между ними счетчик...
-
Разработка функциональной схемы устройства - Разработка автомобильной охранной сигнализации
Функциональная схема автомобильной сигнализации показана на рисунке 6. Функциональная схема брелока управляющего автомобильной сигнализацией показана на...
-
Расчет электрической емкости представляет весьма сложную физико-математическую задачу. В инженерной практике используются справочные данные, готовые...
-
Термином оптимальный синтез определяют процесс построения устройства с заданными свойствами, оптимально учитывающий совокупность технико-экономических...
-
Рассчитываем элементы схемы автогенератора, Расчет ГУНа - Разработка радиопередающего устройства
Для улучшения стабильности частоты целесообразно выбрать контур с высокой добротностью (Qнен - добротность ненагруженного контура ) и большим...
-
Описание блок-схемы программы (рис. 3.1). Блок № 1 - начало программы. В этом блоке происходит инициализация всей программы, создание основного и...
-
Построение эпюр силовых факторов Для начала подбора сечений необходимо определить расчетные схемы стабилизатора и оси и нагрузки, действующие на них....
-
Выбор конструктивно-силовой схемы агрегата Представляется несколько вариантов регулярной конструктивно-силовой схемы (КСС) агрегата: нервюрно-стрингерный...
-
Цель: вычислить потребляемую мощность схемы программатора. Данные по элементам и рассчитанная мощность сведены в таблицу 2. Таблица 2 - Потребляемая...
-
Введение - Проектирование фильтров нижних частот
Лестничный реактивный фильтр нижняя частота В современных системах связи широко применяются электрические фильтры: LC-фильтры, активные RC - фильтры,...
-
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ В отличие от аналоговых электронных устройств, в цифровых устройствах (ЦУ) входные и выходные сигналы могут принимать...
-
Конструкция -- совокупность деталей, узлов и материалов с разными физическими свойствами, находящимися между собой в определенной физической связи...
-
В данной дипломной работе был спроектирован алгоритм расчета и программа, позволяющая рассчитывать некоторые характеристики нерегулярных...
-
ПУ усиливает электрический сигнал, обеспечивая наибольшее отношение сигнал/шум. Основные требования, предъявляемые к ПУ - минимальные шумы, максимальный...
-
Кроме вышеперечисленных искажений в аналоговой ВОСПИ возможно возникновение искажений сигнала в ФПУ при использовании в качестве фотодиодов лавинных...
-
Комплекс устройств локомотивного хозяйства Устройства локомотивного хозяйства располагаются на тяговой территории, занимающей место на территории...
Этап логического проектирования - Разработка цифрового комбинационного устройства демультиплексора