Коефіцієнт розгалуження по виходу (коефіцієнт навантаження) Краз характеризує навантажувальну здатність мікросхеми. Цей параметр визначає максимальну кількість входів елементів даної серії, яким можна навантажувати виходи мікросхеми її нормального функціонування.
Коефіцієнт об'єднання по входу Коб
Перешкодостійкість визначає допустиму напругу перешкод на входах мікросхеми, при яких ще здійснюється нормальне функціонування. У загальному випадку це параметр оцінюється за кількома показниками.
Залежно від тривалості перешкоди розрізняють статичну і динамічну стійкість. Статичну стійкість пов'язують з перешкодами, тривалість яких більше часу перехідних процесів, а динамічну - з короткочасними перешкодами. Для обох видів завадостійкості може враховуватися вплив напруги низького і високого рівнів. Статичної помехоустойчивостью за низьким рівнем вважають різницю
U 0 вихmax - максимально допустима напруга низького рівня на виході навантаженої мікросхеми;
U 0 вхmax - максимальне допустиме напруження низького рівня на вході навантаженої мікросхеми.
Перешкодостійкість по вищому розряду визначають як
U 1 вихmin - мінімальна напруга високого рівня на виході навантаженої мікросхеми;
U 1 вхmin - мінімально допустима напруга високого рівня на навантаженому вході.
Статична стійкість служить основним показником захищеності мікросхем від перешкод. У довідниках приводять одну величину, U 0 пом або U 1 пом. ту, що менше.
Динамічна стійкість вище статичної і в довідкових даних не вказується.
Потужність споживана ІМС від джерела живлення
Потужність споживана ІМС від джерела живлення - е то потужність різна для двох логічних станів, тому користуються поняттям середньої потужності Pcp споживаної ІМС у включеному м вимкненому станах
Р 0 піт - потужність споживана при вхідному стані «0»;
Р 1 піт - потужність споживана при вхідному стані «1».
У таблиці 4 представлена напруга живлення ІМС різних логік і серій.
Таблиця 4 - Напруга живлення ІМС
Стійкість мікросхем до механічних і кліматичних впливів
Стійкість мікросхем до механічних і кліматичних впливів дуже висока. Вони здатні нормально працювати при інтенсивних механічних навантаженнях (вібрація, удари, відцентрові сили) і в несприятливих кліматичних умовах: при підвищеній вологості (до98% при 25 0 С) і в великому температурному діапазоні (від -10 до +70 0 С для мікросхем широкого застосування і від -60 до +125 0 С-спеціального).
1. Дати визначення цифрової інтегральної мікросхеми.
2. Що таке ступінь інтеграції?
3. За якими ознаками класифікують інтегральні мікросхеми?
4. Що розуміється під серією мікросхеми?
5. Які основні параметри характеризують інтегральні мікросхеми?
6. Які параметри характеризують швидкодію ІМС?
7. Пояснити, чому в мікросхемах виникає затримка поширення сигналу?
8. Що характеризують коефіцієнти розгалуження по входу Краз і об'єднання по виходу?
9. Що називається помехоустойчивостью ІМС і як вона оцінюється?
10. Що розуміється під високим і низьким логічним рівнем напруги?
11. Дайте розшифровку позначення інтегральних мікросхем К155ІР13, К155ТМ7.
12. Які типи корпусів мають ІМС?
Тема 2. Арифметичні і логічні основи цифрової техніки
Перетворення чисел з однієї системи числення в іншу
Основні закони алгебри логіки
Алгебраїчні форми представлення логічних функцій
2.5. Мінімізація переключательних функцій
· Системи числення, способи перекладу чисел з однієї системи числення в іншу;
· Переводити числа з однієї системи числення в іншу.
Системою числення називають спосіб зображення довільного числа обмеженим набором символів, званих цифрами.
Номер позиції, що визначає вагу, з яким дана цифра складається в числі, називають розрядом. а системи числення, що володіють зазначеним властивістю, - позиційними.
Як відомо, будь-яке число А в позиційній системі числення з основою q можна представити у вигляді полінома
q - основа системи числення;
n - номер розряду цілої частини, звітувати від нульового;
до - число цифр у дробовій частині числа.
При виконанні обчислень цифровими електронними пристроями використовуються елементи з двома стійкими станами. З цієї причини в цифровій техніці широке поширення набула позиційна двійкова система числення (з основою 2).
При довічним кодуванні кожна цифра коду (кожен розряд двійкового коду) може приймати лише два значення - 0 і 1. У загальному вигляді число в двійковій системі числення записується як
Тут коефіцієнтами аn є цифри 0 і 1, а підставою (q) - число 2.
Ваги сусідніх розрядів двійкового коду числа відрізняються в два рази, а самий правий розряд (молодший) має вагу 1. Тому, наприклад
1011012 = 1. 2 5 + 0. 2 4 + 1. 2 3 +1. 2 2 + 0. 2 1 + 1. 2 0 = 4510.
Чотири сусідніх біта називають тетрадой. групу з 8 біт називають байтом. а з 16 біт - машинним словом. Сукупність з 1024 (2 10) байт називають кілобайт, з 1024 кілобайт - мегабайтом, з 1024 мегабайт - гігабайтом.
1 Гбайт = 2 10 Мбайт = 2 20 Кбайт = 2 30 байт.
Сучасні персональні ЕОМ можуть зберігати в своїй пам'яті на жорстких магнітних дисках цифрову інформацію обсягом в десятки гігабайт.
У таблиці 2.1 показано відповідність перших двадцяти чисел у десятковій і двійковій системах.
Таблиця 2.1 - Відповідність чисел у десятковій і двійковій системах
З таблиці 2.1 видно, що кількість розрядів двійкового коду, необхідне для подання кожного числа (крім 0111) значно більше, ніж необхідну кількість розрядів десяткового коду. Тому запис великих двійкових чисел (з кількістю розрядів більше десяти) стає не зручною.
Арифметичні операції в двійковій системі числення виключно прості і легко реалізуються апаратно. Однак при введенні і виведенні інформації в цифровий пристрій вона повинна бути представлена в більш звичній для людини десятковій системі числення. Прагнення спростити процедуру перерахунку двійкових чисел до десяткового еквіваленту призвело до використання двійковій-десяткового системи числення (BD - Binary Decimals). Вона використовується в ЕОМ не тільки в якості допоміжної системи числення при введенні і виведенні даних, але і в якості основної при вирішенні завдань, коли в ЕОМ вводиться і виводиться велика кількість чисел, а обчислень над ними проводиться мало. Десяткові числа в двійковій-десяткового системі числення кодуються в прямому нормально-зваженому коді 8-4-2-1, тобто кожну цифру десяткового числа необхідно замінити відповідною тетрадой двійкових чисел.
Наприклад, десяткове число 19710 в двійковій-десятковому коді представляється машинним словом з трьох тетрад
Недоліком даної системи є її надмірність для чисел 7 і менше (недовикористовуються багато виконавчі розряди).
Застосування двійковій-десяткового коду на практиці дуже зручно для організації десяткових цифрових індикаторів і табло.
У таблиці 2.2 показано відповідність перших двадцяти чисел у десятковій і двійковій-десяткового систем числення.
Таблиця 2.2 - Двійково-десяткова система кодування
Для усунення недоліків двійковій-десяткового коду, пов'язаних з недовикористанням багатьох двійкових розрядів, в ЕОМ використовують вісімкову систему числення (q = 8), яку можна потім записати в двійковому коді з використанням для кожної цифри тільки трьох розрядів - тріад.
У загальному вигляді число в вісімковій системі числення записується як
Тут коефіцієнтами аn є цифри 0 і 1, а підставою (q) - число 8.
Наприклад, число 197 (10) в вісімковій системі має вигляд
Найважливіша властивість восьмеричної системи полягає в наступному: при записи кожного з розрядів восьмеричної системи тріадою двійкового коду отриманий вираз представляється в двійковій системі числення.
Для конкретизації цього найважливішого властивості восьмеричної системи, що забезпечує їй широке використання в обчислювальній техніці, скористаємося числом 305 (8). записаному у вигляді:
Записувати двійкові числа великої розрядності втомлює. Тому, як правило, вони представляються більш компактними записами з використанням шестнадцатеричной системи числення.
Шістнадцяткова (цифробуквене) система числення утворюється з десяти цифрових (0, 1. 9) і шести буквених (А, В, .С, D, Е, F) символів. При цьому літери А, В. F зображують відповідно числа 10, 11. 15.
У загальному вигляді число в шістнадцятковій системі числення записується як
Тут коефіцієнтами аn є цифри 0 і 1, а підставою (q) - число 16.
Наприклад, число B7E (16)) позначає
Зауважимо, що під час запису кожного з розрядів шістнадцятирічного числа тетрадами двійкового коду отримують значення цього числа в двійковій системі числення.
У таблиці 2.3 наведені приклади шістнадцятирічного кодування перших двадцяти чисел (в дужках наведені числа в двійковій системі).
Таблиця 2.3 - Шістнадцяткова система кодування