Разработка устройства контроля комбинационных схем

ВВЕДЕНИЕ

Развитие электронной вычислительной техники, и информатики и применение их средств и методов в народном хозяйстве, научных исследованиях, образовании и других сферах человеческой деятельности являются в настоящее время приоритетным направлением научно-технического прогресса. Это приводит к необходимости широкой подготовки специалистов по электронным вычислительным машинам, системам и сетям, программному обеспечению и прикладной математике, автоматизированным системам обработки данных и управления и другим направлениям, связанным с интенсивным использованием вычислительной техники. Всем этим специалистам необходимы достаточно глубокие знания принципов построения и функционирования современных ЭВМ, комплексов, систем и сетей, микропроцессорных средств, персональных компьютеров. Такие знания необходимы не только специалистам различных областей вычислительной техники, но и лицам, связанным с созданием программного обеспечения и применением ЭВМ в различных областях, что определяется тесным взаимодействием аппаратурных и программных средств в ЭВМ, тенденцией аппаратурной реализации системных и специализированных программных продуктов, позволяющей достигнуть увеличение производительности, надежности, функциональной гибкости, большей приспособленности вычислительных машин и систем к эксплуатационному обслуживанию.

Но любую ЭВМ нужно проверять на неполадки, для этого используются системы контроля и диагностирования. Эти системы позволяют уменьшить информационные и временные потери ЭВМ, и найти неисправность.  

Существует большое количество способов осуществления контроля. Одним из простейших является способ сравнения реакций эталонного и контролируемого объектов на наборе теста.

В данном курсовом  проекте  ставится задача разработки устройства контроля комбинационных схем.

1 СТРУКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1.1 Анализ исходных данных

В качестве логики элементной базы предлагается КМДП (комплементарная структура «металл - диэлектрик - полупроводник») логика.

В настоящее время по масштабам и широте использования при изготовлении цифровых интегральных микросхем всех уровней сложности, начиная со схем малых и средних степеней интеграции и до сверхбольших интегральных схем (СБИС), на первом месте по применению стоит технология КМДП. Базовыми элементами для построения сложных функциональных узлов в этой технологии считаются инвертор и двунаправленный тактируемый ключ.

Главное преимущество – минимальное энергопотребление.

Ценными качествами КМДП-логики можно назвать простоту. Схема логического элемента "И-НЕ" на КМОП микросхемах практически совпадает с упрощенной схемой "И" на ключах с электронным управлением. Отличие заключается в том, что нагрузка подключается не к общему проводу схемы, а к источнику питания. Логический элемент "ИЛИ", выполненный на КМОП транзисторах, представляет собой параллельное соединение ключей с электронным управлением. Отличие от упрощенной схемы "ИЛИ", заключается в том, что нагрузка подключается не к общему проводу схемы, а к источнику питания. Вместо резистора в качестве нагрузки используются p-МОП транзисторы.

Возможность работы в широком диапазоне значений напряжения питания позволяет уменьшать энергопотребление, снижая напряжение питания, а также надежно функционировать даже в случае нестабилизированного напряжения питания.

Максимальный перепад потенциала при переходе от логического "0" к логической "1" (практически от потенциала "земли" до напряжения питания) обеспечивает высокую стойкость к электромагнитным помехам.

Большое входное сопротивление независимо от состояния транзисторов даёт возможность присоединять к выходу значительное количество последующих логических элементов (значительная нагрузочная способность).