Применение метода токовых графов для схемотехнического проектирования цифровых интегральных схем
Исследование методики схемного проектирования цифровых интегральных схем с применением токовых графов. Преобразование логических функций. Токовый граф логического устройства и его электрическая принципиальная схема. Расчет напряжения питания микросхемы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.11.2010 |
| Размер файла | 163,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет»
Кафедра «Радиотехника»
Лабораторная работа №1
по дисциплине «Микросхемотехника»
Применение метода токовых графов для схемотехнического проектирования цифровых интегральных схем
Вариант 1а'
Выполнил студент гр. 6-20-1:
Дериглазов И.Н.
Проверил:
Демаков Ю.П.
Ижевск 2008
Цель работы: Изучить методику схемного проектирования цифровых интегральных схем (ЦИС) с применением токовых графов.
1. Задание на выполнение работы
1.1 Используя теоремы де Моргана и таблицу истинности, произвести преобразование логической функции y = x1x2 v x3x4 в МДНФ
1.2 Начертить структурную схему устройства, реализующего заданную функцию.
1.3 В соответствии со структурной схемой построить токовый граф логического устройства с использованием потенциально - токовых функциональных компонентов (ПТФК).
1.4 На основании построенного токового графа путем замены ПТФК их схемными реализациями начертить электрическую принципиальную схему устройства, реализующего заданную функцию, с использованием биполярных транзисторов.
1.5 Рассчитать напряжение питания микросхемы Uп.
1.6 Проверить выполнение потенциальных условий переключения транзисторных ключей, начиная с входов логической схемы.
1.7 Рассчитать активную площадь кристалла Aа, занимаемую спроектированной микросхемой, принимая площадь каждого ПТФК равной 10-3 мм2.
2. Результаты расчетов
2.1 Преобразование заданной логической функции в МДНФ:
2.2 По переключательной функции составим таблицу истинности.
Таблица № 1. Таблица истинности данной функции
|
X0 |
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Структурная схема устройства, реализующего заданную функцию, изображена на Рис.1.
Рис. 1 Структурная схема
2.3 Нарисуем токовый графы схем с положительным и отрицательным питанием на биполярных транзисторах (Рис.2 и Рис.3.).
Рис. 2 Токовый граф схемы с положительным питанием
Рис. 3 Токовый граф схемы с отрицательным питанием
схемный проектирование интегральный токовый граф логический
2.4 Составляем электрические принципиальные схемы устройства на биполярных транзисторах. Выбираем резисторные источники тока. Входные объединители тока выполним на многоэмиттерных транзисторах.
Y
Рис 4. Схема электрическая принципипиальная на биполярных транзисторах с положительным питанием.
Произведём рассчёт данной схемы:
Рассчитаем активную площадь кристалла Aа.
где Ai - площадь ПТФК i-го типа, мм2; Принимая площадь каждого ПТФК равной 10-3 мм2, получим активную площадь кристалла:
Аа=0.006 мм2;
Y
Рис 5. Схема электрическая принципипиальная на биполярных транзисторах с отрицательным питанием.
2.5 Нарисуем токовый графы схем с положительным и отрицательным питанием на МОП транзисторах (Рис.6 и Рис.7.).
Y
Рис. 6 Токовый граф схемы с положительным питанием
Y
Рис. 7 Токовый граф схемы с отрицательным питанием
3.6 Составляем электрические принципиальные схемы устройства на МОП транзисторах.
Y
Рис 8. Схема электрическая принципипиальная на МОП транзисторах с положительным питанием.
Произведём рассчёт данной схемы:
Рассчитаем активную площадь кристалла Aа.
где Ai - площадь ПТФК i-го типа, мм2; Принимая площадь каждого ПТФК равной 10-3 мм2, получим активную площадь кристалла:
Аа=0.015 мм2;
Y
Рис 9. Схема электрическая принципипиальная на МОП транзисторах с отрицательным питанием.
Вывод: В ходе выполнения данной лабораторной работы я изучил методику схемного проектирования цифровых интегральных схем (ЦИС) с применением токовых графов, синтезировав устройство, реализующее функцию на биполярных и МОП транзисторах с положительным и отрицательным питанием.
Литература
1) Методические указания по дисциплине «Микросхемотехника» Составит. Демаков Ю.П. Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2003, - 16 с.
2) Алексеенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учебное пособие для вузов, под ред. Степаненко И.П. М.: Радио и связь, 1982. - 416 с., ил..
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Интегральные микросхемы, сигналы. Такт работы цифрового устройства. Маркировка цифровых микросхем российского производства. Базисы производства цифровых интегральных микросхем. Типы цифровых интегральных микросхем. Схемотехника центрального процессора.
презентация [6,0 M], добавлен 24.04.2016Анализ и назначение сверхбольших интегральных схем программируемой логики. Сущность, особенности, структура и классификация микропроцессоров. Общая характеристика и задачи системы автоматизированного проектирования матричных больших интегральных схем.
курсовая работа [447,3 K], добавлен 31.05.2010Краткая историческая справка о развитии интегральных схем. Американские и советские ученные, которые внесли огромный вклад в разработку и дальнейшее развитие интегральных схем. Заказчики и потребители первых разработок микроэлектроники и ТС Р12-2.
реферат [28,1 K], добавлен 26.01.2013Автоматизация конструирования. Разработка схем цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции. Требования, методы и средства разработки печатных плат. Редактор АСП DipTrace. Требования нормативно-технической документации.
отчет по практике [2,9 M], добавлен 25.05.2014Применение булевой алгебры при анализе и синтезе цифровых электронных устройств. Реализация логических функций в разных базисах. Параметры и характеристики цифровых интегральных микросхем. Структура локальной микропроцессорной системы управления.
книга [3,6 M], добавлен 20.03.2011Особенности построения генераторов на основе цифровых интегральных схем. Использование усилительных свойств логических инверторов для обеспечения устойчивых колебаний. Расчет активных и пассивных элементов схемы мультивибратора на логических элементах.
курсовая работа [188,5 K], добавлен 13.06.2013Создание интегральных схем и развитие микроэлектроники по всему миру. Производство дешевых элементов электронной аппаратуры. Основные группы интегральных схем. Создание первой интегральной схемы Килби. Первые полупроводниковые интегральные схемы в СССР.
реферат [28,0 K], добавлен 22.01.2013Изучение современных тенденций в области проектирования интегральных микросхем и полупроводниковых приборов. Анализ алгоритма создания интегральных микросхем в среде Cadence Virtuoso. Реализация логических элементов с использованием NMOS-транзисторов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.11.2013Проектирование синхронного счетчика с четырьмя выходами, циклически изменяющего свои состояния. Решение задач логического синтеза узлов и блоков цифровых ЭВМ. Разработка структурной, функциональной и электрической принципиальной схем заданного устройства.
контрольная работа [500,9 K], добавлен 19.01.2014Отличительные особенности триггера как функционального устройства. Осуществление логической операции ИЛИ-НЕ при наличии микросхем И-НЕ. Изменение состояния триггера микросхемы К561ТВ1 при подаче на тактирующий вход С серии прямоугольных импульсов.
лабораторная работа [116,2 K], добавлен 18.06.2015
