Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Расчет среднего времени задержки распространения сигнала по схеме




Читайте также:
  1. B-коэффициентпоказывает, что на 0,9464 среднего квадратического отклонения σу
  2. D триггер на элементах И-НЕ по схеме трех триггеров
  3. DV триггер на элементах И-НЕ по схеме трех триггеров
  4. II. ОПЫТЫ, ДОКАЗЫВАЮЩИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ НАПРАВЛЕННОГО ХОДА ВРЕМЕНИ
  5. II. Размещение принятых заказов во времени и пространстве. 1 страница
  6. II. Размещение принятых заказов во времени и пространстве. 2 страница
  7. II. Размещение принятых заказов во времени и пространстве. 3 страница
  8. II. Размещение принятых заказов во времени и пространстве. 4 страница
  9. II. Размещение принятых заказов во времени и пространстве. 5 страница
  10. II. Размещение принятых заказов во времени и пространстве. 6 страница

На данном этапе курсового проектирования используется модель с временными задержками (рисунок 2.28), которая учитывает задержки срабатывания ЛЭ. Ее применение необходимо для схемотехнической разработки всех быстродействующих устройств и для проверки случая одновременного изменения нескольких входных сигналов.

ЛЭ НЕ
   
Модель с временными задержками
   
Рисунок 2.28 – Модель с временными задержками

 

В простейшей случае динамические свойства элемента отражаются введением в его выходную цепь элемента задержки сигнала на фиксированное время t3 (Рисунок 2.29)

Рисунок 2.29 - Простейшая модель динамических свойств элемента

 

В силу простоты такая модель находит применение на практике, несмотря на то, что она является грубой и не учитывает ряд существенных факторов:

· технологического разброса задержек элементов;

· зависимости их от направления переключения элемента (из 0 в 1 или из 1 в 0);

· зависимости их от емкостной нагрузки, которая может быть резко выраженной, например, для элементов КМОП задержка пропорциональна емкости нагрузки.

Простейшая модель не учитывает также фильтрующих свойств реальных элементов, благодаря которым короткие входные импульсы, обладающие малой энергией, не способны вызвать переключение элемента.

Основными динамическими параметрами элемента являются задержка распространения сигнала tзд.р при переключении и длительность положительного (нарастающего) и отрицательного (спадающего) фронтов tф выходного сигнала.

Задержка распространения сигнала при переходе выходного напряжения от «1» к «0» t10зд р определяется как интервал времени между фронтами входного и выходного сигналов ЛЭ, измеренного по заданному уровню.

Задержка распространения сигнала при переходе выходного напряжения от «0» к «1» t01зд р определяется как интервал времени между фронтами входного и выходного сигналов ЛЭ, измеренного по заданному уровню.

Задержки распространения (t10зд.р , t01зд.р ) измеряются как правило по уровню 0,5 (Uввых пор, Uнвых пор).

Рис.2.31 - Входной и выходной сигналы неинвертирующего элемента

При расчете временной задержки последовательно включенных логических элементов используется средняя задержка распространения сигнала ЛЭ: τ зд р ср = (t10зд р + t01зд р)/2.



Модель с временными задержками предполагает расчет временных задержек элементов на пути прохождения сигналов. В результате этого расчета может выясниться, что требуется внесение изменений в схему.

Рассмотрим простейшую схему, состоящую из одинаковых ЛЭ, изображенную на рисунке 2.32.

Рисунок 2.32 – Простейшая схема, состоящая из одинаковых ЛЭ

 

Схема включает в себя одинаковые ЛЭ. Это означает, что они будут иметь одинаковые задержки распространения (t10зд.р , t01зд.р ).

При расчете временной задержки последовательно включенных логических элементов используется средняя задержка распространения сигнала ЛЭ:

τзд р срЛЭ = (t10зд р + t01зд р)/2 (15)

Пусть, простейшая схема реализована на ЛЭ К155ЛА8 (ТТЛ). Пользуясь справочной литературой необходимо определить время задержки переключения элемента из состояние логической 1 в состояние логического 0 t10зд.р ( не более 18 нс) и t01зд.р время задержки переключения элемента из состояние логического 0 в состояние логической 1 (не более 60 нс).



Тогда средняя задержка распространения сигнала одного ЛЭ будет равна:

τзд р срЛЭ = (t10зд р + t01зд р)/2 = (18+60) /2 = 39 нс.

Рассмотрим цепочки последовательно включенных ЛЭ в схеме которые определяют сигнал на выходе схемы (F).

На вход 1 ЛЭ7 поступает сигнал, который формируется последовательно включенными ЛЭ1, ЛЭ2, ЛЭ4, ЛЭ6.

На вход 2 ЛЭ7 поступает сигнал, который формируется последовательно включенными ЛЭ3, ЛЭ5.

Следовательно основную задержку в схему вносит цепочка последовательно включенных элементов ко входу 1 ЛЭ7.

τзд р ср общсх. = τзд р срЛЭ1+ τзд р срЛЭ2+ τзд р срЛЭ4+ τзд р срЛЭ6+ τзд р срЛЭ7 =

5*τзд р срЛЭ = 5*39нс = 195 нс.

Для схемы изображенной на рисунке 2.33 основную задержку в схему будет вносить цепочка следующих ЛЭ: ЛЭ1 (НЕ), ЛЭ4 (ЛЭ И на 3 входа), ЛЭ5 (ЛЭ НЕ), ЛЭ6 (ЛЭ ИЛИ на 2 входа.

Рисунок 2.33 – Простейшая схема, состоящая из разных ЛЭ

 

τзд р ср общ.сх = τзд р срЛЭ1+ τзд р срЛЭ4+ τзд р срЛЭ5+ τзд р срЛЭ6

или

τзд р ср общ.сх = 2*τзд р срЛЭ1+ τзд р срЛЭ4 + τзд р срЛЭ6.

Для корректной работы разрабатываемого устройства необходимо, чтобы импульсы, поступающие от генератора тактовых импульсов, имели длительность больше, чем средняя задержка распространения сигнала по схеме (τзд.р.срсх).

Для этого необходимо определить самую длинную цепочку последовательных элементов схемы, то есть совокупность элементов схемы, через которые последовательно проходят информационные сигналы, обрабатываемые схемой, после формирования конкретного управляющего сигнала.



Самая длинная цепочка определяется путем анализа работы схемы устройства между двумя управляющим сигналами поданными последовательно.

Если на уровне схемы Э3 разрабатывались не все блоки устройства, то анализ работы осуществляется только для представленных блоков.

При разработке схемы Э3 устройства может оказаться, что некоторые управляющие сигналы алгоритма отсутствуют на схеме. Например, алгоритм содержит сигнал «ВВОД Д» и сигнал «СОХРАНИТЬ Д», но используемая интегральная схема регистра обеспечивает сохранение данных сразу при вводе в регистр, поэтому сигнал «СОХРАНИТЬ Д» является лишним.

Анализ работы схемы осуществляется в следующей последовательности:

· определяется первый управляющий сигнал алгоритма присутствующий на схеме Э3 (обозначим как «сигнал 1»);

· определяется следующий управляющий сигнал по алгоритму присутствующий на схеме Э3 (обозначим как «сигнал 2»;

· определяется цепочка элементов (Ц1) стоящих между этими управляющими сигналами «сигнал 1» и «сигнал 2»;

· определяется средняя задержка распространения сигнала по цепочке элементов Ц1 (τзд.р.ср.ц1);

· по алгоритму определяется следующий сигнал (обозначим как «сигнал 3»), присутствующий на схеме Э3;

· определяется цепочка элементов (Ц2) расположенных между управляющими сигналами 2 и 3;

· определяется средняя задержка распространения сигнала по цепочке элементов Ц2 (τзд.р.ср.ц2).

Данный анализ осуществляется для совокупности всех сигналов присутствующих на Э3 в последовательности их формирования в соответствии с алгоритмом работы устройства.

Далее осуществляется сравнение полученных значений τзд.р.ср.цN, наибольшее значение и является τзд.р.ср.сх.

Расчет среднего времени задержки распространения сигнала через последовательно расположенные элементы конкретной цепочке (τзд.р.срц) осуществляется по формуле 15.

τзд.р.срц =Σ τзд.р.ср эц (16)
где N – количество последовательно расположенных элементов конкретной цепочки элементов схемы; τзд.р.срэц – среднее время задержки распространения сигнала конкретным элементом цепочки схемы.  
     

 

Расчет τзд.р.срэц осуществляется по формуле 15.

 


Дата добавления: 2015-02-10; просмотров: 214; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.035 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты