目前,許多數字設計工作只涉及將幾個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現。
讓我們簡要回顧一下歷史邏輯基礎知識。 SSI(小規模集成)指的是包含幾個門或觸發器的IC。 MSI(中等規模集成)用于計數器,比較器,解碼器,編碼器和其他更深奧的功能。 LSI(大sca ......你知道其余的)用于表示存儲器,計算器芯片,鍵盤編碼器和8位微處理器等設備。我不太確定VLSI(非常大......)何時開始流行 - 可能是16位處理器。
在離散的日子里,優化數字設計通常意味著找到 le chip juste ,有時候一些橫向思維有助于重新利用IC設計師可能從未想象過的功能。有幾個標準系列的邏輯部分:
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,它產生了許多子系列,如74L,74S,74F和74LS。當CMOS過程變得足夠快時,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消失。那些經歷過這個時代的人仍然可以背誦大量零件:7400是四通道與非門,7404是十六進制反相器,7432是四通道,7493是四位計數器,7474是雙重翻轉 - 翻牌......好吧,我會停下來。
另一個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,或者用更快的74HC硅柵技術實現74HC4060:4000功能。
當然,可編程邏輯(PLAs和PALs)的引入)開始了設計革命。這部故事在獲獎作品新機器的靈魂中得到了有趣的講述。但這是另一個故事。
標準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過去但只包含一個或兩個門或觸發器,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,讓我描述過去設計的一些例子。
第一部分屬于“橫向思維”范疇。我正在更新一個小型數據通信協議轉換器。系統地址總線為20位寬,但其中一個新的外圍芯片有一個四通道DMA控制器,只能驅動16位。問題在我的頭腦中滲透了一段時間,然后答案出現在我面前。 A 74670.該芯片是一個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DMA控制器有總線時,輸出驅動地址的前四位。控制器有兩個輸出,指示正在使用的通道,用于尋址寄存器文件。談談完美契合。
74670寄存器文件框圖
74670是否仍然存在? Digikey和Jameco都這么認為。
4000系列CMOS使用的一個很好的例子來自音頻處理器設計,大約1。這里,在一個全模擬的盒子中,CMOS芯片的低功率和低速度是一個優勢。部件的主要用途是用于音量控制。我需要控制四個信號,我認為使用“LogDAC”比昂貴,不準確和定制的四節鍋更好。實際的音量控制是增量編碼器,觸發器和幾個門將這些脈沖轉換為時鐘和上/下信號以驅動一個8位計數器。更多的門和一些RC網絡產生了寫入DAC所需的尋址和選通。我想1美元PIC也可以完成這項工作,但我發現這種限制設計具有挑戰性和獎勵。
我的最后一個例子更加陳舊 - 我為一個設計的模擬音樂合成器模塊高中項目。在這里,我們有計數器,比較器,鎖存器,多路復用器,多個門,以及一對2101 SRAM(右邊 - 每個256×4)。所有這些邏輯&存儲器實現了具有可編程波形的VCO和包絡發生器。真有趣。
因此,下次你需要在PCB畫布上刷上一點點邏輯時,給舊的分離器嘗試。他們的生活依舊。
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