Kombinatsion turdagi funksional qurilmalar. Koderlar, shifratorlar va deshifratorlarni vizual muhitlarda loyihalash - bet 10

|
Kombinatsion turdagi funksional qurilmalar. Koderlar, shifratorlar va deshifratorlarni vizual muhitlarda loyihalash
|
bet | 10/10 | Sana | 19.12.2023 | Hajmi | 3,11 Mb. | | #123920 |
Bog'liq Kombinatsion turdagi funksional qurilmalar. Koderlar, shifratorlar va deshifratorlarni vizual muhitlarda loyihalashС
|
П=0 (o‘tkazishli)
|
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А
|
|
|
|
|
А 1
|
|
|
|
|
|
|
А
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
0
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А В
|
|
|
(А В) 1
|
|
|
|
А В
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(А
|
|
|
|
) 1
|
|
|
|
|
АВ
|
|
|
В
|
|
|
|
|
|
|
В
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
1
|
0
|
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
АВ
|
|
|
|
|
А АВ
|
|
|
|
|
|
А АВ
|
|
0
|
1
|
0
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В
|
|
|
|
|
|
|
(А В) ( АВ)
|
|
(А В) (АВ) 1
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
А В
|
|
|
А В 1
|
|
|
|
А В
|
|
0
|
1
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АВ
|
|
|
|
|
|
АВ
|
|
1
|
|
|
|
|
|
А
|
В
|
|
|
1
|
0
|
0
|
0
|
|
|
|
|
В
|
|
|
А АВ
|
|
|
А АВ 1
|
|
|
|
А
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
0
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А В
|
|
|
А В 1
|
|
|
А В
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
|
|
|
|
В
|
|
|
(А
|
|
|
|
) АВ
|
|
(А
|
|
|
) АВ 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В
|
|
В
|
|
1
|
0
|
1
|
1
|
|
|
|
АВ
|
|
|
АВ 1
|
|
|
|
|
|
АВ
|
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А А
|
|
|
А А1
|
|
1
|
1
|
0
|
1
|
|
|
А
|
|
|
|
|
|
|
(А В) А
|
|
(А В) А 1
|
|
|
|
В
|
|
|
|
|
1
|
1
|
1
|
0
|
|
|
А В
|
|
|
( А
|
|
|
) А
|
|
(А
|
|
|
) А 1
|
|
|
|
|
|
В
|
|
В
|
|
Rejimni boshqaruvchi M kirishdan tashqari mikrosxema S0-S3 parallel kirishlar bilan ham boshqariladi.
1.4. Raqamli mantiqiy qurilmalarni loyhalashni istiqbolli
Turli maqsadlarga xizmat qiluvchi zamonaviy elektron qurilmalarda yuzaga montaj qilish uchun Surface Mounting Details (SMD) komponentalar qo‘llaniladi.Bu texnologiya qator afzalliklarga ega bo‘lib:
Mahsulotlarni avtomatik usulda yig‘ish, yig‘malarning yuqori sifatliligini va ishonchliligini ta’minlaydi;
Yig‘ish jarayoniga ketadigan vaqtni kamaytirish imkonini beradi.
SMD texnologiyasi tufayli bosma platalar o‘lchamlari va mos ravishda ularni tayyorlash narhi 1,5-3 marta kamaydi. Bu SMD komponentalar narhining pastligi bilan birgalikda mahsulot tannarhining arzonlashuviga olib keldi. Ishlab chiqaruvchilarda montajning boshqa usullari bilan o‘rnatilishi murakkab bo‘lgan ixtiyoriy kelishilgan o‘lchamlardagi (eng kichik o‘lchamlar bilan birgalikda kichik qadamlarni e’tiborga olgan holda) komponentlardan foydalanish imkoniyati paydo bo‘ldi. Qutbli elementlarni noto‘g‘ri o‘rnatilishi va yanglish nominaldagi komponentalar o‘rnatilishi bilan bog‘liq muammo mutlaqo yo‘qoldi.
SMD – komponentalar bosma platalar yo‘lakchalariga to‘g‘ridan – to‘g‘ri kavsharlanadi.
14-rasm. Yuzaga montaj qilish texnologiyasida tayyorlangan
Texnologik jarayonning moslashtiriluvchanligi va ishlab chiqarish liniyasini boshqa mahsulot ishlab chiqarishga qayta qurish tezligining kattaligi, xatto kam miqdordagi platalarni liniyalarda yig‘ishni maqsadga muvofiq qilib qo‘ydi.
Past temperaturali keramika texnologiyasi Low Temperature Co-firedCeramics (LTCC) hozirgi kunda tez rivojlanmoqda va turli sohalardafoydalanish uchun, masalan, past va o‘rta integratsiya darajasidagi yuqori va o‘ta yuqori chastotalarda ishlovchi mikrosxemalarda qo‘llanilmoqda. Nisbatan past chastotali sohada LTCC asosda GSM, CDMA, TDMA va Bluetooth qo‘llanishlar uchun qurilmalar tayyorlanmoqda, millimetrli to‘lqin sohasida esa MMDS va LMDS qo‘llanishlar keng tarqalmoqda. Ushbu texnologiya elektron sanoat sohasida elektron qurilmalarni tijorat va harbiylar uchun ommaviy ishlab chiqarishda arzon yechimni ta’minlamoqda.
Mikroelektronika o‘zining yarim asrlik tarixi davomida IMSlar elementlari o‘lchamlarini kamaytirish yo‘lida Mur qonuniga muvofiq rivojlanmoqda.1999 yilda mikroelektronika texnologik ajratishning 100 nmlidovonini yengib nanoelektronikaga aylandi.Hozirgi vaqtda 45 nmli texnologik jarayon keng tarqalgan.Bu jarayon optik litografiyaga asoslanishini aytib o‘tamiz.
Mikroelektron qurilmalar (IMSlar) yaratishning ananaviy, planar jarayon kabi, usullari yaqin 10 yillik ichida iqtisodiy, texnologik va intellektual chegaraga kelib qolishi mumkin, bunda qurilmalar o‘lchamlarini kamaytirish va ularni tuzilish murakkabligining oshishi bilan harajatlarning eksponentsial oshishi kuzatiladi. Muammoni nanotexnologiyalar usullarini qo‘llagan holda yangi sifat darajasida yechishga to‘g‘ri keladi. MDYA tranzistorlarda zatvorosti dielektrigi ananaviy ra-vishda SiO2 ishlatiladi, 45nm o‘lchamli texnologiyaga o‘tilganda dielektrik qalinligi 1nmdan kichik bo‘ladi. Bunda zatvor osti orqali sizilish toki ortadi.Kristalning 1sm2 yuzasida energiya ajralish 1kVtga yetadi. Yupqa dielektrik orqali tok oqish muammosi SiO2ni dielektrik singdiruvchanlik koeffitsienti ε katta boshqa dielektriklarga, masalan ε ~20÷25 bo‘lgan gafniy yoki tsirkoniy oksidlariga almashtirish yo‘li bilan xal etiladi.
Kelgusida tranzistor kanali uzunligi 5 nmgacha kamaytirilganda, tranzistordagi kvant hodisalar uning xarakteristikalariga katta ta’sir ko‘rsata boshlaydi va xususan, stok – istok orasidagi tunnellashuv toki 1 sm2 yuzada ajraladigan energiyani 1 kVt ga yetkazadi.Planar texnologiyaning zamonaviy protsessorlar, xotira qurilmalari va boshqa raqamli IMSlar hosil qilishdagi yutuqlari o‘lchamlari 90nm, 45nm va hatto 28nmni tashkil etuvchi IMSlar ishchi elementlarini hosil qilish imkonini yaratganligi bugungi kunda ko‘pchilik tadqiqotchilar tomonidan nanotexnologiyalarning qo‘llanilish natijasidek qaralmoqdaligini aytib o‘tamiz. Bu mavjud ISO/TK 229 nuqtai nazaridan to‘g‘ri. Lekin planar jarayon bi-rinchi IMSlar paydo bo‘lishi bilan, o‘tgan asrning 60-yillarida hech qanday nanotexnologiyalar mavjud bo‘lmagan vaqtda paydo bo‘ldi va shundan beri printsipial o‘zgargani yo‘q.
1999-yildan boshlab fazoviy koordinatalarning biri bo‘ylab tranzistorning o‘lchami bir necha o‘n nmga (1 nm=10-9m) kamaydi, ya’ni mikroelektronika o‘rniga nanoelektronika keldi. Ta’riflar-ning bittasiga muvofiq nanoelektronika o‘lchamlari 0,1÷100 nm gacha bo‘lgan yarimo‘tkazgich tuzilmalar elektronikasidir.
2. Kombinatsion turdagi funksional qurilmalar. Koderlar, shifratorlar va deshifratorlarni vizual muhitlarda loyihalash
Yarimo‘tkazgich IMSlar analog mikroelektron apparatlar hisoblash texnikasi tizimlari va qurilmalarining element bazasini tashkil etadi. Mikroelektronika rivojining asosiy tendentsiyasi integratsiya darajasini Mur qonuniga muvofiq orttirishdan iborat.Integratsiya darajasini oshirishning bitta yo‘li tranzistor tuzilmalarning o‘lchamlarini kichiklashtirishdan iborat.
Hozirgi kunda bizga yaxshi tanish bo‘lmagan Chip-Scale Packages (CSP) komponentlar o‘zining rivojlanish davrini o‘tmoqda. CSP odatda o‘lchami kristall o‘lchamiga nisbatan 20 % dan katta bo‘lmagan komponent sifatida aniqlanadi. Bu komponentlar birinchi navbatda qo‘llaniladigan sohalar xotira qurilmalari (ayniqsa, flesh), boshqarish mikrosxemalari (analog – raqamli o‘zgartgichlar, kirish / chiqish kanallari soni kam mantiqiy sxemalar va mikrokontrollerlar), raqamli ishlov berish sxemalari (masalan, signalga raqamli ishlov beruvchi protsessor (DSP)), hamda maxsus ishlarda qo‘llaniluvchi mikrofsxemalar (ASIC) va mikroprotsessorlardir. Optik tizimli aloqa (optoelektronika)ning elektron komponentalari. Optik aloqa tizimlari uzatuvchi (UOM) va qabul qiluvchi (QQOM) optik modullarga ega. UOM elektr signal-larni optik signallarga o‘zgartirish uchun xizmat qiladi.UOM-ning bosh elementi nurlanuvchi manba – nulanuvchi diod (ND) yoki yarimo‘tkazgich lazerdan iborat. ND va lazerning bir-biridan nur-lanish spektri kengligi bilan farqlanadi. NDlarda Δλ = 30÷50 nm ni, bir modali lazerlarda esa Δλ = 0,1÷0,4 nm ni tashkil etadi. QQOM optik toladan olingan optik signalni elektr signalga aylantirish uchun xizmat qiladi. QQOMning bosh elementi fotoqabulqilgich–fotodioddan (FD) iborat.FDlarning bir qancha turlari mavjud.Ko‘chkili FDlarda zaryad tashuvchilarning ko‘chki-simon ko‘payishi amalga oshadi va shu hisobiga sezgirligi yuzlarcha – minglarcha marta oshadi.
Kombinatsion sxemalarni
Qattiq jismli elektronika sohasining raqamli mikrosxemalarni yaratish yo’lidagi erishgan yutuqlari fan va texnikaning ixtiyony murakkab- likdagi qurilmalarini yigish imkonini beradi. Buning uchun qunlma axborotlarni qabul qilish, saqlash, kerakli o’zgartirishlarm amalga oshirish va ma'lumotlarni uzatish kabi tugallangan jarayonlarni bajara olishi kerak. Bunday qurilmalar raqamli tizimlar deb ataladi va turli funksional bloklar va tugunlardan tashkil topadi. Ular esa o’z navbatida kichik integratsiya darajasidagi yoki KIS va O’KIS tarkibiga kiradigan alohida yasalgan negiz sxemalardan yig’iladi.
Funksional tugun deb, mikroamallarni bajarishni ta'minlaydigan mantiqiy elementlar majmuyiga aytiladi. Mikroamallarga arifmetik qo’shuv, konyunksiya, dizyunksiya, inversiya va boshqalar kiradi. Jamlagichlar, kod o’zgartirgichlar, siljituvchi registrlar va shu kabilar tugunlar hisoblanadi. Mazkur darslikning ushbu V va VI boblarida raqamli sxemalar funksional tugunlarining asosiy turlari haqida batafsil ma'lumot keltirilgan.
Bir qurilma tarkibiga kiruvchi va bir turdagi mikroamallarni baja- ruvchi funksional tugunlar ko’p hollarda funksional bloklarga bir- lashadi. Arifmetik-mantiqiy blok, xotira bloki, boshqaruv bloki va boshqalar fiinksional bloklarga misol bo’ladi.
Raqamli qurilmalar tugunlari va bloklari ikki sinfga bo’linadi: kombinatsion va ketma-ketli. Kombinatsion tugunlar va bloklar xotiraga ega emas, ketma-ketli tugunlar va bloklar esa xotira elementlariga ega.
Kombinatsion sxemalarda chiqishdagi signal mazkur vaqtda kirishga berilayotgan mantiqiy signallar kombinatsiyasiga aynan mos keladi. Funksional tugun va bloklar sodda mantiqiy^mallarni bajaradigan elektron sxemalarda tuziladi. Bu sxemalar negiz mantiqiy elementlar deb ataladi va ular IV bobda ko’rib tilgan edi. Raqamli sxemalarda turli mantiqiy funksiyalarni amalga oshirish uchun minimal element bazis (yoki baza) deb ataluvchi mantiqiy elementlar majmuasiga ega bo’lish yetarli hisoblanadi.
biri HAM, ikkinchisi esa EMAS amalini bajaruvchi ikki turdagi mantiqiy elementlar majmuyi;
biri YOKI, ikkinchisi esa EMAS amalini bajaruvchi ikki turdagi mantiqiy elementlar majmuyi;
YOKI-EMAS (EMAS-YOKI) amalini bajaruvchi Pirs mantiqiy elementlari majmuyi;
HAM-EMAS amalini bajaruvchi Sheffer mantiqiy elementlari majmuyi.
Amalda elementlar va boshqalar nomenklaturasini qisqartirish maqsadida HAM-EMAS yoki YOKI-EMAS amallarni bajaruvchi element bazasidan foydalaniladi. Lekin faqat minimal bazis element- laridan foydalangan holda raqamli tizimni shakllantirish qurilmaning murakkablashib ketishiga olib keladi.
U holda tizim parametrlarini yaxshilash maqsadida, HAM-EMAS yoki YOKI-EMAS minimal bazis elementlaridan tashqari, HAM- YOKI-EMAS, HAM, YOKI, istisnoli YOKI va boshqa amallarni bajaruvchi sxemalar ham qo’llaniladi.
Minimal element bazisi mantiqiy elementlarning funksional to’liq tizimi hisoblanadi. Ya'ni minimal bazis mantiqiy elementlari majmuyi ixtiyoriy murakkablikdagi mantiqiy sxemani shakllantirishga imkon beradi.
Shifratorlar va deshifratorlar
Deshifratorlar va shifratorlar raqamli kodlarni ơzgartirish uchun xizmat qiladi.Deshifrator n kirishga va 2n chiqishga ega bơlgan kombinatsion qurilmabơlib, kirishdagi har bir kod kombinasiyasiga mos ravishda chiqishlardan faqat bittasida «1» signali xosil bơladi.
Deshifratorlarning bir pog’onali yoki parallel` (eng tez turi), piramidal va kơp pog’onali turlari mavjud.
Shifrator – deshifratorga nisbatan teskari funksiyani bajarish uchun xizmat qiladi, yani xar bir aktiv kirishga shifrator chiqishida mos kod xosil qilinadi.
Multipleksor- boshqarish signallari (y1, y2)ga mos ravishda kirish signallari(x1, x2, x3, x4) dan birini chiqish (F)ga ulash uchun xizmat qiladi (1-rasm)
1-rasm. Multipleksor. а) prisipial sxemasi, b) sxematik belgisi, c) ishlash prisipi.
Demultipleksor – boshqarish signallari (y1, y2)ga mos ravishda kirishdag signal (x) ni chiqishlardan biri (F1, F2, F3, F4)ga ulaysh uchun xizmat qiladi (2-rasm)
2- rasm. Demultipleksor. а) prisipial sxemasi, b) sxematik belgisi, c) ishlash prisipi.
Mul`tipleksor va demul`tipleksorlarni raqamli kamutatorlar yoki ma`lumotlar selektori deb ham atash mumkin.Xar qanday EXM yoki sistemaga xos bơlgan eng asosiy qismlar arifmetik va mantiqiy operatsiyalarni bajaruvchi qurilma, boshqarish qurilmasi, xotira qurilmasiv a kiritish-chiqarish qurilmalari - summatorlar, registrlar, sanash qurilmalari, triggerlar, deshifrator va shifratorlar, mul`tipleksor va demul`tipleksorlar va mantiqiy elementlar asosida qurilgan boshqa sxemalardan iborat bơladi.
Xulosa
Ko‘rsatma kurs loyihasini bajarish uchun topshiriq va Multisim virtual modellashtirish muhiti yordamida raqamli qurilmalarni qurish va ishlashni amaliy o‘rganish uchun kerakli uslubiy ko‘rsatmalarni o‘z ichiga oladi.
Uslubiy ko‘rsatma sodda va murakkab raqamli qurilmalarni ketma-ket o‘rganish uchun ierarxik strukturaga ega. Oldin kombinatsion mantiqiy sxemalarning yaratilish printsiplari va ishi, so‘ngra xotira xossalariga ega bo‘lgan qurilmalar haqida ma’lumot beriladi. Har bir o‘rganilayotgan ob’ekt bo‘yicha asosiy tushunchalar, tasnifi, shartli belgilanishi, parametrlari keltiriladi. Nazariy qismdan keyin olingan bilimlarni amaliy o‘zlashtirish- virtual stendda raqamli qurilmalarni sintez va tahlili amalga oshiriladi. O’z- o‘zini nazorat va materialni yaxshi mustahkamlash uchun har bir bo‘limning oxirida mustaqil ish uchun topshiriq va nazorat savollari beriladi.
Ushbu ko‘rsatmada asosiy raqamli qurilmalarni o‘rganish Multisim muhiti imkoniyatlaridan foydalanib kurs loyihasini loyihalashtirish bilan tugallanadi.
Foydalanilgan adabiyotlar.
1.YA Shpak "AVR va Pic mikroişlemcileri uchun C tilida dasturlash" (2006)
2.VY Xart "Microcontrollers AVR. Boshlovchilar uchun Workshop "(2007)
3.Enrike Ramos Melgar, Ciriaco Kastro Diez «Arduino va Kinect Loyihalar»
4. https://www.arduino.cc/
5. http: //developer.alexanderklimov.ru/arduino/arduino-minimum.php
6. http: //ezrf.ru/produktsiya/zazemlenie/udelnoe-soprotivlenie-grunta
7.http://dxdy.ru/topic61098.html
8. http://ftemk.mpei.ac.ru/bgd/_private/Soprotivl_rastek.htm
|
| |