МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА В РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЕ

         

solid windowtext


Тип микросхемы
Емкость, бнт
Организация БИС
Время выбор­ки, НС


Потребляемая мощность, Вт
Напряжение питания, В
Тип корпуса
Функционально-технологиче­ский принцип реализации
ОЗУ
КР132РУ6А
16К
16КХ1
75
0,5
5
2104.18 — 1
лМОП
КМ132РУ8А

1КХ4
60
0,9
5
2104.18 — 1
«МОП
К155РУ7

1КХ1
60
0,8
5
238.16 — 2
ТТЛ
КР537РУЗА

4КХ1
320
0,16
5
2107.18 — 4
кмоп
КР537РУ8А
16К
2КХ8
220
0,2
5
239.24 — 2
кмоп
К500РУ415А

1КХ1
20
0,7
-5,2
238.16 — 2
эсл
К500РУ470

4КХ1
35
0,93
-5,2
2107.18 — 3
эсл
КР541РУ1А

4КХ1
120
0,45
5
2107.18 — 1
иил
КР541РУ2

1КХ4
120
0,5
5
427.18 — 1
иил
КР541РУЗ
16К
16КХ1
150
0,57
5
2118.20 — 1
иил
КР541РУ31

8КХ1
150
0,52
5
2118.20 — 1
ииил
К565РУ5Б
64К
64КХ1
230
0,25
5
2103.16 — 5
пМОП
ПЗУ
К596РЕ1
64К
8КХ8
350
0,8
5
4131.24 — 3
ТТЛ
КА596РЕ2

64КХ16
450
1,1
5
42-контактный
ТТЛ
КР568РЕЗ
128К
16КХ8
800
0,3
5
2121.28 — 3
nМОП
К555РЕ4
16К
2КХ8
100
0,45
5
239.24 — 2
ттлш
ППЗУ
К541РТ1

256X4
80
0,4
5
402.16 — 21
иил
КР556РТ5

512X8
80
1,0
5
239.24 — 2
ттлш
КР556РТ15

2КХ4
60
0,74
5
2104.18 — 5
ттлш
КР556РТ16
64К
8КХ8
85
1,0
5
239.24 — 5
ттлш
КР556РТ18
16К
2КХ8
60
0,95
5
239.24 — 2
ттлш
РПЗУ
К573РФЗ
64К
4КХ16
450
0,45
5
210Б.24 — 5
«МОП
К573РФ4
64К
8КХ8
500
0,7
5,12
2121.28 — 4
«МОП
К573РФ6А
64К
8КХ8
300
0,87
5,12
2121.28 — 6.04
пМОП
Для построения ЗУ большего объема и разрядности отдельные БИС памяти могут объединяться с целью наращивания разряд­ности и емкости памяти.
Структурные схемы таких ЗУ показаны на рис 1.5. Для увеличения разрядности слов объединяются ин­формационные выводы БИС (рис. 1.5,а). Для наращивания числа адресуемых слов в качестве управляющих сигналов используются сигналы «Выборка кристалла» (ВК), осуществляющие подключе­ние выходов БИС к шине данных (рис. 1.5,6). При разработке модулей памяти используются оба способа наращивания ЗУ.

Рис. 1.5. Структурные схемы ОЗУ с объединением информационных выводов ((о) и наращиванием числа адресуемых слов (б)

Рис. 1.6. Функциональная схема модуля ОЗУ емкостью 4КХ16
Подключение ЗУ к общей магистрали осуществляется с помощью схемы внутримодульного интерфейса. На рис. 1.6 показана функциональная схема модуля ЗУ емкостью 4КХ16, реализованная на статических ОЗУ типа КР537РУ2 [21]. Модуль состоит из двух блоков емкостью 4КХ8, реализован­ных на восьми микросхемах. Внутримодульный интерфейс выполнен на мик­росхемах D17, D18 типа К588ИР1, D19, D20 магистрального приемопередатчика (МОП) типа К588ВА1 и D21 контроллера ЗУ (КЗУ) типа К588ВГ2. Контрол­лер ЗУ обеспечивает сопряжение блоков статических ОЗУ с унифицированным межмодульным интерфейсом типа «общая шина». Этот модуль ОЗУ может ис­пользоваться совместно с процессором, рассмотренным в примере 1.2. Назна­чение сигнальных проводов магистрали показано в табл. 1.3.
Разряды ДА1 — ДА12 кода адреса используются для выборки необходи­мой ячейки памяти. Через МБР они поступают на адресные входы ОЗУ. Гри разряда кода адреса (ДА13 — ДА15) КЗУ используются для подключения од­ного из восьми модулей к магистрали. Адрес каждого модуля определяется выводами А13 — А15 КЗУ, которые подключаются к общей шине или шине пи­тания. При совпадении кода ДА13 — ДА15 с кодом А13 — А15 КЗУ формирует сигналы ВКО, ВК.1, обеспечивающие подключение информационных выводов блоков 1 и 2 ОЗУ к магистрали данных через МПП (D19, D20). К выводам «Задержка чтения» (ЗДЧ) и «Задержка записи» (ЗДЗ) КЗУ подключаются RС-цепочки, которые определяют задержку выдачи сигнала СИП относитель­но сигналов ВКО, ВК1 при считывании или записи данных в модуле ОЗУ.


Параметры RC- цепочек выбирают такими, чтобы при наличии сигнала «Ввод» О сигнал СИП-0 не опережал выдачу информации из модуля ОЗУ на магист­раль данных, а при наличии сигнала «Вывод»-0 гарантировалась запись ин­формации в ОЗУ. К одному контроллеру ЗУ может быть подключено до во­сьми модулей ОЗУ.
Модуль ОЗУ имеет следующие параметры: длительность цикла ввода или вывода около 0,8 мкс, мощность потребления: при частоте обращения 1 МГц не более 250 мВт, в режиме хранения не более 8 мВт. Параметры модуля могут быть изменены при использовании других микросхем ОЗУ (см. табл. 1.5). Так, при использовании БИС КР537РУ8А для построения модуля ОЗУ емкостью 4КХ16 потребуется всего 4 микросхемы вместо 16 микросхем КР537РУ2. При использовании биполярных ОЗУ уменьшается время выборки, но увеличи­вается потребляемая мощность.
1.4. МИКРОСХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Радиотехническое устройство (РТУ) обработки сигналов включает аналоговую, аналого-цифровую ih цифровую части. За­дачами аналоговой части являются: предварительная селекция полезного сигнала на фоне помех, снижение несущей частоты и по­вышение уровня принимаемого сигнала до значений, достаточных для устойчивой работы последующих устройств. Аналого-цифро­вая часть РТУ осуществляет преобразование аналогового сигнала в цифровую форму, а также согласование скорости поступления входного сигнала и быстродействия МПУ (см. § 2.2). Условно можно считать, что для МПУ обработки сигналов аналоговая часть РТУ является датчиком информации, а аналого-цифровая — периферийным устройством (ПУ).
Аналого-цифровые части РТУ можно разделить «а устройства сбора данных (УСД) и устройства распределения данных (УРД) [22]. УСД предназначены для нормализации и преобразования аналоговых сигналов в цифровые с последующей записью их в МПУ. УРД восстанавливают из входного цифрового аналоговый сигнал с последующей передачей его к приемнику информации. Некоторые структурные схемы УСД и УРД приведены на рис. 1.7. В состав УСД входят схемы нормализации аналоговых сигналов, коммутаторы, устройства выборки и хранения (УВХ), осуществ­ляющие быструю выборку аналогового сигнала и згапоминание его значения до следующего цикла преобразования.


Этот входной сигнал преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в эквивалентное значение цифрового кода, который поступает в МП. Выбор конкретной структуры УСД определяется быстродей­ствием АЦП, параметрами и скоростью поступления входных сиг­налов. Если входные сигналы узкополосные, а быстродействие АЦП значительно больше Гд, то целесообразно выбрать последо­вательное УСД (рис. 1.7,а). При работе с широкополосными сиг­налами, когда время выборки АЦП сравнимо с ТА, используют параллельную схему УСД (рис. 1.7,6).
В состав УРД входят буферные регистры, коммутаторы и циф­ро-аналоговые преобразователи (ЦАП), осуществляющие декоди­рование входных цифровых кодов в эквивалентные им значения определенных физических величин (напряжения, тока, частоты, фазы и т. п.). В зависимости от относительного быстродействия МПУ, ЦАП и приемников информации УРД могут строиться по параллельной (рис. 1.7,в) и последовательной (рис. 1.7,г) схемам.
АЦП и ЦАП. Основными функциональными узлами, опреде­ляющими быстродействие и конструктивные параметры устройств сбора и распределения данных, являются ЦАП и АЦП. Они ха­рактеризуются рядом электрических параметров, отражающих особенности их построения и функционирования. Число таких па­раметров может достигать нескольких десятков. Каждый параметр имеет свое значение на той или иной стадии разработки преобра­зователя.
Основными параметрами преобразователей, позволяющими провести их сравнительный анализ на ранних стадиях разработки МПУ, являются: разрядность, время преобразования, потребляе­мая мощность или ток, нелинейность преобразования, максималь­ная частота преобразования, параметры входных и выходных на- пряжений и токов, конструктивная реализация [22, 23]. Под раз­рядностью понимается число разрядов кода, связанного с анало­говой величиной, которое может воспринимать ЦАП или выраба­тывать АЦП. Время преобразования равно длительности интерва­ла времени от момента изменения сигнала на входе АЦП до по­явления на его выходе цифрового кода, соответствующего этому изменению.


Аналогичный параметр для ЦАП называют временем установления выходной аналоговой величины (напряжения, тока и т. п.). Нелинейность преобразователя характеризует отклонение характеристики преобразования от прямой линии. Дифференци­альная нелинейность представляет собой отклонение разности двух аналоговых сигналов, соответствующих соседним кодам, от значения единицы младшего разряда. Наибольшую частоту диск­ретизации, при которой заданные параметры соответствуют уста­новленным нормам, называют максимальной частотой преобразо­вания.

Рис 1.7. Структурные схемы устройств сбора и распределения данных:
a — последовательное УСД; б — параллельное УСД; в — параллельное УРД; г — последо­вательное УРД
Для уменьшения погрешности преобразования и расширения спектра частот входного сигнала используют УВХ. Это устройст­во представляет собой временной дискретизатор с памятью. Оно обеспечивает преобразование входного непрерывного сигнала s(t) в непрерывную последовательность s(tn), где м=1, 2, ... Это пре­образование включает два режима работы УВХ: выборку значения входного сигнала и хранение этого значения. Могут быть выделе­ны также два переходных режима: переход от выборки к хране­нию и обратно. Основными параметрами УВХ являются: время выборки, время хранения, апертурное время, потребляемая мощ­ность и некоторые другие [22]. Время выборки равно минималь­ной длительности выборки, при которой погрешность не превыша­ет допустимой нормы при поочередной выборке минимального и максимального значений (входных сигналов. Время хранения оп­ределяется промежутком времени, в течение которого выбранное значение входного сигнала хранится с заданной точностью. Апер-турное время характеризует динамическую погрешность, обуслов­ленную конечным временем переключения ключа при переходе от выборки к хранению информации.
В табл. 1.6 приведены некоторые серии полупроводниковых преобразователей информации.
Микросхемы АЦП К11107ПВ1 и КП07ПВ2 относятся к быстро­действующим преобразователям с ограниченной разрядностью.Максимальная частота преобразования не превышает 20 МГц. Ло­гические уровни управляющих и выходных цифровых сигналов со­ответствуют логическим уровням ТТЛ-схем.
Преобразователи серии КП08 (К1108ПВ1 и КП08ПА1) выпол­нены по биполярной технологии и имеют повышенное быстродей­ствие. Время выборки АЦП КП08ПВ1 1 мкс. Разрядность выход­ного кода 10 бит; это позволяет преобразовать аналоговые сигна­лы, имеющие большой динамический диапазон (до 50 — 60 дБ).

Содержание раздела