Внимание!!!

Если начальный вариант схемы, аналогичный схеме на слайде 9, выполнен неверно, то дальнейшая оптимизация схемы и достижение требуемых параметров в принципе невозможны. Поэтому рекомендуется показывать промежуточные результаты хотя бы на уровне выбора функций для реализации выходных сигналов (слайд 4).

2. Приведение схемы в окончательное соответствие с техническим заданием. (слайды 9 – 25)

Если слайды (9 – 25) нуждаются в дополнительном разъяснении, то можно их просто не смотреть.

На данном этапе решаются следующие задачи:

• выбор конкретной элементной базы для построения принципиальной схемы,

• реализация выходов в соответствии с заданием,

• оптимизация схемы, если (возможно),

• проверка на задержки и энергопотребление.

При реализации принципиальной схемы могут использоваться ЦИМС следующих серий:

1533 – потребляемая мощность на 1 корпус – (5÷25)мВт, время задержки на логический элемент (8÷35)нс,

1554 – потребляемая мощность на один корпус – (40÷80)мкВт, время задержки на логический элемент (8÷10)нс.

Известные серии 561 и 1561 для подавляющего большинства вариантов не подходят, т.к. при очень малой потребляемой мощности они имеют задержку на логический элемент ~ 200нс.

На первый взгляд, выбор серии 1554 решает сразу две проблемы – малая потребляемая мощность и малые задержки. Однако, не следует сразу же выбирать именно эту серию по следующим причинам:

набор элементов в данной серии достаточно ограничен и существенно уступает набору элементов в серии 1533,

в серии 1554, в частности, отсутствуют элементы, имеющие выход с открытым коллектором (ОК), элементы имеющие выход с 3-мя состояниями и элементы с мощным выходом,

сами ЦИМС более дорогие и если схему (или часть схемы!) можно выполнить на основе серии 1533, то это будет более правильным решением.

Приведение схемотехники выхода в соответствие с заданием.

А. Выходы с 3-мя состояниями.

ЦИМС, которые выполняют базовые логические функции и имеют выходы с 3-мя состояниями, в перечне НЕТ. Поэтому действия сводятся к дополнительной установке на выход буферных элементов (повторителей логического уровня), имеющих соответствующий выход. Таких элементов имеется всего три:

1533ЛП8 – 6 отдельных повторителей, каждый с отдельным управлением,

1554АП4 – 4 повторителя с совместным управлением,

1554АП5 – 4 инвертора с совместным управлением.

ЦИМС 1554 можно использовать только, если применение 1533ЛП8 не проходит по соображениям мощности или задержки.

В. Выходы с открытым коллектором (ОК).

В серии 1554 ЦИМС с выходом ОК отсутствуют. Поэтому в качестве последних элементов на выходе все равно придется устанавливать ЦИМС из серии 1533.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Если вся схемы выполнена на серии 1554, а установка по заданию выходных элементов с ОК выводит потребление или задержку из требуемых границ, то нужно обратиться к преподавателю для возможной корректировки задания.

Если вся схема может быть выполнена на серии 1533, то можно попытаться найти выходные элементы первичной схемы в исполнении с выходом ОК.

С. Выходы с указанием значения тока (мощные).

Все схемы серии 1554 имеют мощный выход.

Оптимизация схемы.

Оптимизация схемы заключается в различных ее изменениях, которые приводят к уменьшению общего числа корпусов. Правда, при этом может увеличиться задержка по отдельным линиям. Но, если это значение остается в пределах задания, то оптимизация является вполне оправданной. Количество элементов каждого типа в одном корпусе указано в ПРИЛОЖЕНИИ. Следует отметить, что потребление определяется наличием корпуса в схеме, а не количеством задействованных в нем элементов, т.е. "свободные" элементы также потребляют мощность.

Наиболее характерные приемы при оптимизации:

• использование элемента "искл. ИЛИ" в качестве инвертора,

• использование элементов И-НЕ, ИЛИ-НЕ в качестве инверторов,

• использование двух элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ) вместо одного элемента И (ИЛИ),

• использование схем с ОК и объединение их выходов в одной точке.

Примеры таких приемов показаны на слайдах 10, 11. Их применение имеет единственную цель – убрать из схемы лишние корпуса.

Пояснение примеров из слайда 10.

1. В схеме имеется два занятых и два свободных элемента 2И-НЕ и требуется всего один элемент 2И, для которого потребуется отдельный корпус. Вариант 1 позволяет полностью использовать корпус с элементами 2И-НЕ и убрать лишний корпус с элементом 2И. Очевидно, так же можно поступать с операцией ИЛИ. Если элемент используется, как инвертор, то неважно, какую именно он выполняет операцию – главное, чтбы была инверсия.

2. В схеме имеется два занятых и один свободный элемент 3И-НЕ и требуется всего один элемент 2И-НЕ, для которого потребуется отдельный корпус.

3. В схеме имеются два свободных инвертора и требуется всего один элемент 2ИЛИ-НЕ, для которого потребуется отдельный корпус. В этом случае можно вместо обычных инверторов использовать схемы с ОК ,объединив их выходы.