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 |
4К |
1КХ4 |
60 |
0,9 |
5 |
2104.18 — 1 |
«МОП |
К155РУ7 |
1К |
1КХ1 |
60 |
0,8 |
5 |
238.16 — 2 |
ТТЛ |
КР537РУЗА |
4К |
4КХ1 |
320 |
0,16 |
5 |
2107.18 — 4 |
кмоп |
КР537РУ8А |
16К |
2КХ8 |
220 |
0,2 |
5 |
239.24 — 2 |
кмоп |
К500РУ415А |
1К |
1КХ1 |
20 |
0,7 |
-5,2 |
238.16 — 2 |
эсл |
К500РУ470 |
4К |
4КХ1 |
35 |
0,93 |
-5,2 |
2107.18 — 3 |
эсл |
КР541РУ1А |
4К |
4КХ1 |
120 |
0,45 |
5 |
2107.18 — 1 |
иил |
КР541РУ2 |
4К |
1КХ4 |
120 |
0,5 |
5 |
427.18 — 1 |
иил |
КР541РУЗ |
16К |
16КХ1 |
150 |
0,57 |
5 |
2118.20 — 1 |
иил |
КР541РУ31 |
8К |
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 |
1М |
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 |
1К |
256X4 |
80 |
0,4 |
5 |
402.16 — 21 |
иил |
КР556РТ5 |
4К |
512X8 |
80 |
1,0 |
5 |
239.24 — 2 |
ттлш |
КР556РТ15 |
8К |
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 |
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).