Состав элементной базы СМЭ (стр. 4 из 4)

При синтезе относительно несложных функциональных схем последние непосредственно составляются из ЭФП. При синтезе логических схем со множеством входов и одним выходом придерживаются следующих правил: а) выбирается так называемый базис или система ЛЭФП (чаще всего схемы И, ИЛИ, НЕ), из которых будет синтезироваться интегральная схема; б) алгоритм работы схемы описывается известными законами математической логики через соотношения, определяемые выбранными ЛЭФП; в) общее выражение алгоритма разбивают на ряд менее сложных взаимосвязанных между собой частных функций; г) на основе выбранной системы частных функций строят логическую схему.

Для иллюстрации рассмотрим два примера.

Пример 1. Синтезировать логическую функциональную схему автоматического устройства.

Входы. Схема имеет четыре входа, на которые подаются потенциальные сигналы (логические «нуль» и «единица»).

Выходы. Схема имеет один сигнальный выход.

Алгоритм работы схемы имеет вид

Рис. 3. Логическая функциональная схема с компонентами уровня

(а) и уровня ЛЭФП (б).

В качестве базиса выберем схемы: И, ИЛИ, НЕ. Выразим алгоритм через эти три типа ЛЭФП (избавимся от ЛЭФП импликации и эквивалентности):

Разобьем полученное выражение на более простые функции:

;

На рис. 3 приведены варианты логической схемы с компонентами уровня

и мелкомасштабной микросхемы с элементами уровня ЛЭФП.

Пример 2. Синтезировать аналоговую функциональную схему распределителя сигналов.

Входы. Схема имеет один сигнальный вход. На него подается высокочастотный ЧИМ/АМ сигнал, представляющий серию импульсных посылок. Частоты: несущего сигнала

, заполнения импульсов

;

. Длительность импульсов —

. Величина входного сигнала

Выходы. Схема имеет три выхода. С каждого из них снимаются видеоимпульсы, соответствующие частотам заполнения: выход 1 —

; выход 2 —

и выход 3 —

. Амплитуды выходных сигналов должны быть равны 1 в.

Алгоритм работы схемы. Первая основная задача алгоритма: выделить из высокочастотного ЧИМ/АМ сигнала импульсы посылки и разделить их по трем каналам. Вторая основная задача: обеспечить заданные параметры выходных сигналов. Реализация первой основной задачи приведена на рис. 4, а. Полная функциональная схема распределителя сигналов приведена на рис. 4, б. В схеме используется десять АЭФП трех типов: ограничения, фильтрации и усиления.

Рис. 4. Реализация первой основной задачи (а) и полная аналоговая функциональная схема распределителя сигналов (б):

Для

; для

;

После определения состава ЗФП следует этап электрического моделирования, основной задачей которого является синтез и оптимизация алгоритма процессов преобразования электрических сигналов создаваемой ИС. Указанный алгоритм, как известно, неразрывно связан со структурой электрической модели ИС, синтезируемой одновременно с его разработкой. Модель обычно представляется в виде электрической Цепи или схемы, состоящей из схемных элементов. При электрическом моделировании радиотехнических устройств, включая ИС, используют два основных вида схем-моделей: принципиальные электрические схемы и эквивалентные электрические схемы. Последние отличаются предельной мелкомасштабностью. Число типов элементов эквивалентной схемы стремятся строго ограничивать. Число типов элементов принципиальной схемы практически не ограничено. К ним относятся: резисторы, конденсаторы, индуктивные элементы, трансформаторы, диоды, транзисторы, тиристоры, кварцевые резонаторы, RC-структуры, элементы памяти и т. д., а также специально изготавливаемые отдельные элементы и участки ИС^*.

ЛИТЕРАТУРА

1. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие для вузов. – СПб: Питер, 2003. – 512 с.

2. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов / Ю.Ф.Опадчий, О.П.Глудкин, А.И.Гуров; Под.ред. О.П.Глудкина. М.: Горячая Линия – Телеком, 2002. – 768 с.

3. Акимов Н.Н. и др. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник / Н.Н.Акимов, Е.П.Ващуков, В.А.Прохоренко, Ю.П.Ходоренок. Мн.: Беларусь, 2005. – 591 с.