目前,許多數(shù)字設(shè)計(jì)工作只涉及將幾個(gè)高度集成的塊拼湊在一起。好像所有都是VLSI(和CPLD/FPGA)。很多,但不是一切。 “離散”邏輯集成電路仍有待發(fā)現(xiàn)。
讓我們簡要回顧一下歷史邏輯基礎(chǔ)知識。 SSI(小規(guī)模集成)指的是包含幾個(gè)門或觸發(fā)器的IC。 MSI(中等規(guī)模集成)用于計(jì)數(shù)器,比較器,解碼器,編碼器和其他更深?yuàn)W的功能。 LSI(大sca ......你知道其余的)用于表示存儲器,計(jì)算器芯片,鍵盤編碼器和8位微處理器等設(shè)備。我不太確定VLSI(非常大......)何時(shí)開始流行 - 可能是16位處理器。
在離散的日子里,優(yōu)化數(shù)字設(shè)計(jì)通常意味著找到 le chip juste ,有時(shí)候一些橫向思維有助于重新利用IC設(shè)計(jì)師可能從未想象過的功能。有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列的邏輯部分:
7400系列最初是TTL(晶體管 - 晶體管邏輯;仍然廣泛用于描述邏輯電平的首字母縮略詞)。多年來,它產(chǎn)生了許多子系列,如74L,74S,74F和74LS。當(dāng)CMOS過程變得足夠快時(shí),我們開始看到74HC,74AC等等。其中許多部件仍然可用,但不太常見的家庭中不太常見的部件已經(jīng)消失。那些經(jīng)歷過這個(gè)時(shí)代的人仍然可以背誦大量零件:7400是四通道與非門,7404是十六進(jìn)制反相器,7432是四通道,7493是四位計(jì)數(shù)器,7474是雙重翻轉(zhuǎn) - 翻牌......好吧,我會(huì)停下來。
另一個(gè)常見的系列是金屬門CMOS - 4000系列。這仍然是可用的,雖然速度很慢,但它有時(shí)可以在非常寬的電源范圍(3-18V)下工作。也有一些交叉受精。人們可以在7400服裝(引腳排列)中找到74C00:4000技術(shù),或者用更快的74HC硅柵技術(shù)實(shí)現(xiàn)74HC4060:4000功能。
當(dāng)然,可編程邏輯(PLAs和PALs)的引入)開始了設(shè)計(jì)革命。這部故事在獲獎(jiǎng)作品新機(jī)器的靈魂中得到了有趣的講述。但這是另一個(gè)故事。
標(biāo)準(zhǔn)離散邏輯在哪里仍在使用?我猜想最常見的部分是8/16/32位緩沖器,收發(fā)器和寄存器,以及各種形式的“微小”邏輯 - 芯片植根于7400過去但只包含一個(gè)或兩個(gè)門或觸發(fā)器,采用小型六針或八針封裝。這些部件可以最大限度地減小尺寸,讓您可以準(zhǔn)確地將邏輯放置在您需要的位置。
為了說明離散邏輯的一些用法,讓我描述過去設(shè)計(jì)的一些例子。
第一部分屬于“橫向思維”范疇。我正在更新一個(gè)小型數(shù)據(jù)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)地址總線為20位寬,但其中一個(gè)新的外圍芯片有一個(gè)四通道DMA控制器,只能驅(qū)動(dòng)16位。問題在我的頭腦中滲透了一段時(shí)間,然后答案出現(xiàn)在我面前。 A 74670.該芯片是一個(gè)四字四位雙端口寄存器文件。很MSI。我將它連接起來,以便處理器可以作為DMA配置的一部分寫入寄存器。當(dāng)DMA控制器有總線時(shí),輸出驅(qū)動(dòng)地址的前四位。控制器有兩個(gè)輸出,指示正在使用的通道,用于尋址寄存器文件。談?wù)勍昝榔鹾稀?/p>
74670寄存器文件框圖
74670是否仍然存在? Digikey和Jameco都這么認(rèn)為。
4000系列CMOS使用的一個(gè)很好的例子來自音頻處理器設(shè)計(jì),大約1。這里,在一個(gè)全模擬的盒子中,CMOS芯片的低功率和低速度是一個(gè)優(yōu)勢。部件的主要用途是用于音量控制。我需要控制四個(gè)信號,我認(rèn)為使用“LogDAC”比昂貴,不準(zhǔn)確和定制的四節(jié)鍋更好。實(shí)際的音量控制是增量編碼器,觸發(fā)器和幾個(gè)門將這些脈沖轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘和上/下信號以驅(qū)動(dòng)一個(gè)8位計(jì)數(shù)器。更多的門和一些RC網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了寫入DAC所需的尋址和選通。我想1美元PIC也可以完成這項(xiàng)工作,但我發(fā)現(xiàn)這種限制設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和獎(jiǎng)勵(lì)。
我的最后一個(gè)例子更加陳舊 - 我為一個(gè)設(shè)計(jì)的模擬音樂合成器模塊高中項(xiàng)目。在這里,我們有計(jì)數(shù)器,比較器,鎖存器,多路復(fù)用器,多個(gè)門,以及一對2101 SRAM(右邊 - 每個(gè)256×4)。所有這些邏輯&存儲器實(shí)現(xiàn)了具有可編程波形的VCO和包絡(luò)發(fā)生器。真有趣。
因此,下次你需要在PCB畫布上刷上一點(diǎn)點(diǎn)邏輯時(shí),給舊的分離器嘗試。他們的生活依舊。
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