Микросхемотехника вычислительных машин

Интегральные компараторы напряжения.

Функции КН:

В общем случае при на выходе получаем неопределенное состояние =Х. Но для малого сигнала справедливо , где -- логический порог.

Существуют компараторы с выходом на ТТЛ, КМОП и другие типы логики.

Особенности КН:

1. в качестве КН можно использовать ОУ в специальном включении. Но это скорее исключение, чем правило.
2. компаратор имеет более высокое быстродействие (время срабатывание меньше).
3. Компаратор не предназначен для работы с ООС, только с ПОС. Если охватить компаратор ООС он будет возбуждаться => устойчивость снижается, т.к. нет цепей частотной коррекции. ООС стабилизирует режимные токи.
4. в компараторе нужны ограничители уровня и, возможно, стабилизация.

Схема μА710:

Лабораторные работы

Москва 2012 г.

Издательство МАИ

Шаповалов Ю.В. Микросхемотехника вычислительных машин:

Лабораторные работы. – М.: Издательство МАИ, 2012. – с.: ил.

Приведен цикл лабораторных работ по изучению основных операционных устройств вычислительной техники как комбинационного, так и последовательного принципа действия, которые должны выполнять студенты ряда специальностей при изучении курсов «Вычислительные машины и микропроцессорные устройства», «Схемотехника ЭВМ» и др.

Работы рассчитаны на самостоятельное выполнение студентами выданного задания.

Рецензенты:

Введение:

В современных условиях проектирование и создание электрической и радиоэлектронной аппаратуры представляет собой сложный итерационный процесс, состоящий из этапов: функционального проектирования, разработки принципиальной схемы, разработки печатной платы, ее изготовления, проведения испытаний, доработки по их результатам принципиальной или функциональной схемы, внесения изменений в печатную плату и т.д. Этот циклический процесс, сопровождающийся физическим и/или математическим моделированием разрабатываемого устройства, осуществляется до тех пор, пока не будут удовлетворены все требования технического задания на параметры и характеристики проектируемого устройства.

В настоящее время организован сквозной цикл автоматизированного компьютерного проектирования аппаратуры, включающего в себя:

· синтез структуры и принципиальной схемы устройства;

· анализ характеристик в различных режимах с учетом разброса параметров компонентов и наличия дестабилизирующих факторов и параметрическую оптимизацию устройства;

· синтез топологии, включая размещение элементов на плате или кристалле и разводку межсоединений;

· верификацию топологии;

· выпуск конструкторской документации.

Задачи структурного синтеза решаются с помощью специализированных программ, ориентированных на проектирование устройств определенного типа. Создано, например, большое количество программ синтеза согласующих цепей, аналоговых и цифровых фильтров.

Наибольшие достижения в построении программ структурного синтеза и синтеза принципиальных схем имеются в области проектирования цифровых устройств.

Программы компьютерного моделирования
электрических цепей и электронных устройств.

Для большинства устройств их структура и принципиальная схема в существенной степени зависят от области применения и исходных данных на проектирование, что создает большие трудности при синтезе принципиальной схемы с помощью ЭВМ. В этом случае первоначальный вариант схемы составляется инженером "вручную" с последующим моделированием и оптимизацией на ЭВМ. Поэтому разработчики программного обеспечения САПР сосредоточили в первую очередь усилия на создании универсальных моделирующих программ для анализа характеристик широкого класса аналоговых и цифровых устройств (при этом остается огромное поле деятельности по созданию программ для синтеза принципиальных схем устройств частного назначения).

Современные программы САПР работают в диалоговом режиме и имеют большой набор сервисных модулей, упрощающих работу на ПК и делающих их "дружественными" по отношению к пользователям. В частности, стандартом стал ввод принципиальной схемы моделируемого устройства в графическом виде.

Топология печатной платы или кристалла интегральной схемы синтезируется после завершения разработки принципиальной схемы. На этом этапе проектирования решается задача размещения элементов и трассировки соединений. Наиболее успешно она решается при проектировании цифровых устройств, где вмешательство человека в процесс синтеза топологии сравнительно невелико.

Заключительным этапом разработки является верификация топологии. Здесь проверяются соблюдение технологических норм и соответствие топологии исходной принципиальной схеме, а также рассчитываются электрические характеристики схемы с учетом паразитных параметров, присущих конкретной конструкции. При этом следует заметить, что моделирование аналоговых схем не заменит, по крайней мере в ближайшее время, физического макетирования, так как при моделировании всегда выбираются упрощенные схемы замещения, не полностью адекватные условиям работы реального устройства. Результаты логического моделирования цифровых устройств более достоверны.

Наиболее полно вышеперечисленные задачи решаются на специализированных рабочих станциях с применением программного обеспечения корпораций Mentor Graphics, Cadence и др. Однако дороговизна такого решения делает его невозможным для широкого применения.

На платформе ПРК в настоящее время так же появляется множество разнообразных программных продуктов, решающих отдельные задачи в этой области. Имеются профессиональные системы, обеспечивающие сквозное проектирование аналого-цифровой аппаратуры - система DesignLab корпорации MicroSim, Система OrCAD фирмы Cadence и др.

Все современные системы схемотехнического проектирования имеют развитый графический интерфейс, позволяющий легко и быстро формировать и редактировать моделируемую схему и её параметры, настраивать процесс моделирования.

Дата добавления: 2015-06-27