Достоинства и недостатки автоматов с жесткой логикой

Управляющие автоматы на элементах с жесткой логикой

Типы логики

Основным элементом аналоговых микросхем являются транзисторы (биполярные или полевые).

Разница в технологии изготовления транзисторов существенно влияет на характеристики микросхем. Поэтому нередко в описании микросхемы указывают технологию изготовления, чтобы подчеркнуть тем самым общую характеристику свойств и возможностей микросхемы.

• Микросхемы на полевых транзисторах:
• МОП -логика (металл-окисел-полупроводник логика) — микросхемы формируются из полевых транзисторов n-МОП или p-МОП типа;
• КМОП -логика (комплементарная МОП-логика) — каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП).
• Микросхемы на биполярных транзисторах:
• ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика — микросхемы сделаны из биполярных транзисторов с многоэмиттерными транзисторами на входе;
• ТТЛШ — транзисторно-транзисторная логика с диодами Шотки — усовершенствованная ТТЛ, в которой используются биполярные транзисторы с эффектом Шотки.
• ЭСЛ — эмиттерно-связанная логика — на биполярных транзисторах, режим работы которых подобран так, чтобы они не входили в режим насыщения, — что существенно повышает быстродействие.

КМОП и ТТЛ (ТТЛШ) технологии являются наиболее распространёнными логиками микросхем.

Микросхемы, изготовленные по ЭСЛ-технологии, являются самыми быстрыми, но наиболее энергопотребляющими (ф. Motorola).

(с памятью и без памяти)

В управляющих автоматах на элементах с жесткой логикой - для хранения информации о состоянии используется набор триггеров, на их тактовый вход подается тактирующий сигнал, входные сигналы X подаются на комбинационные устройства, вырабатывающие сигналы управления Y для (функции возбуждения) триггеров.

Полученные булевы функции минимизируются (например, методом карт Карно) и используются в качестве формы для построения схемы автомата.

Различают КОНЕЧНЫЕ АВТОМАТЫ:

автомат Мили

автомат Мура,

Подобный автомат реализуется схемой, процесс синтеза которой называется структурным синтезом. Процесс структурного синтеза автомата разделяется на следующие этапы:

1. выбор типа запоминающих и логических элементов;
2. кодирование состояний автомата;
3. синтез комбинационной схемы, формирующей сигналы возбуждения и выходные сигналы.

В. М. Глушковым разработан общий конструктивный прием, называемый каноническим методом структурного синтеза автомата.

Схемы с жесткой логикой, как правило, позволяют обеспечить наибольшее быстродействие из всех возможных методов построения цифрового автомата, однако при возрастании сложности реализуемых алгоритмов схемы автоматов с жесткой логикой очень быстро становятся более сложными, чем схемы автоматов с микропрограммным или программным управлением.

Поэтому схемы автоматов с жесткой логикой в настоящее время используют только в том случае, когда требуется максимальное быстродействие

Дата добавления: 2014-01-04