Устройство синхронизации информационных импульсов, поступающих в произвольные моменты времени, с ближайшим спадом тактового импульса (стр. 5 из 6)
| * | 1 | 1 | * | * | 1 | 1 |  * |
| * | 1 | 0 | * | * | 0 | 1 | * |
| * | * | * | * | * | * | * | * |
  * | 1 | 1 | * | 1 | 1 | 1 | 1 |
  * | * | * |  * | * | * |  * | * |
 1 | * | * | * | * | * | * | 1 |
| 1 | * | * | 1 | 1 | * | * | 1 |
 1 |  1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
 | |
R1 = x2v τ3 S2 = τ3v x2v τ1x1
 |  |
| * | 1 |  1 | * | * | 1 | 1 | * |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
 * | * | * | * | * | * | * | * |
| * | * | 1 | * | 1 | 1 | * | * |
| * | 0 |  1 | * | * | 1 | 0 | * |
 1 | * | * | * | * | * | * | * |
| 1 | * | * | 1 | * | * | * | * |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
R2 = x2v τ2 S3 = x2v τ2v τ3
| * | 1 | * | * |  * | * | 1 | * |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | * | * | 0 | 1 | * | * | 1 |
| * | * |  * | * | * | * | * | * |
R3 = x1v τ1v x2τ2
Схема синтезированного конечного автомата
Выбор метода обеспечения контролепригодности
Для повышения контролепригодности разрабатываемого устройства можно предусмотреть ряд мер:
1) Обеспечение простоты начальной установки элементов памяти.
В схеме должна обеспечиваться возможность установки всех элементов в начальное состояние. Таким образом, в схеме должна присутствовать функция сброса (Reset)
2) Улучшения характеристик управляемости и наблюдаемости можно достичь за счет обеспечения доступа к ключевым точкам схемы.
Это достигается использованием элементов с тремя состояниями.
3) Наличие цепей обратной связи существенно усложняет процедуру генерации теста и моделирования неисправностей, поэтому нужно обеспечить возможность разрыва цепей обратной связи.
Преобразование схемы устройства для обеспечения контролепригодности.
Составление временной диаграммы работы устройства, анализ правильности функционирования
Представим в оболочке OrCAD системы логических уравнений, полученных в результате минимизации.
Полученная в результате схема представлена на рисунке:Схема автомата в оболочке OrCAD,
Временные диаграммы работы этой схемы приведены на следующем рисунке.(Низкий уровень – логический 0, высокий – логическая единица):
Временные диаграммы
По временным диаграммам видно, что смоделированная логическая схема функционирует правильно.
Разработка принципиальной схемы устройства
Основные параметры типовых ИС
| Техно логия | Тип | Серия | Параметр | |||
| Рпот, мВт | tр. тип, нс | tр. макас, нс | Эпот., пДж | |||
| Б и п о л я р н ы е | ТТЛ (Si) быстродействующие | 130 К131 | 22 22 | 6 6 | 10 10 | 132 132 |
| ТТЛ (Si) Стандартные | К133 КМ133 К155 КМ155 | 10 10 10 10 | 10 10 10 10 | 22 22 22 22 | 100 100 100 100 | |
| ТТЛ (Si) Маломощные | 134 | 1 | 33 | 100 | 33 | |
| ТТЛШ (Si) быстродействующие | 530 КР531 КМ531 | 19 19 19 | 3 3 3 | 5 5 5 | 57 57 57 | |
| ТТЛШ (Si) маломощные | 533 К555 КМ555 | 2 2 2 | 9,5 9,5 9,5 | 20 20 20 | 19 19 19 | |
| ТТЛШ (Si) быстродействующие усовершенствованные | 1531 КР1531 | 4 4 | 3 2 | 6 3,9 | 12 8 | |
| ТТЛШ (Si) маломощные усовершенствованные | КР1533 | 1 | 4 | 11 | 4 | |
| ЭСЛ (Si) | 100 К500 К1500 | 25 25 40 | 2 2 0,75 | 2,9 2,9 0,75 | 50 50 30 | |
| Уни по ляр ные | КМОП (Si) | К561 564 1564 КР1554 | 0,0025 на 1 МГц | 45 45 10 3,5 | 200 200 45 17 | 0,1 0,1 0,025 0,008 |
| НОПТШ (GaAs) | К6500 | 3..6 | 0,1 | 0,42 | 0,3..0,6 | |
Примечания.
Рпот.- средняя потребляемая мощность.
tр. тип, tр. макас.- время задержки распространения сигнала типовое, максимальное.
Эпот.- потребление энергии на один бит информации (энергия переключения).
Допустимые параметры проектируемой схемы при реализации на ИС различных серий
| Серия ИС | Параметр | |
| Глубина схемы | Сложность схемы | |
| 130, К131 | 100 | 3 |
| К134 | 10 | 80 |
| К133, КМ133 | 45 | 8 |
| К155, КМ155 | 45 | 8 |
| К555, КМ555 | 20 | 40 |
| 533 | 20 | 40 |
| 530 | 200 | 4 |
| КР531, КМ531 | 200 | 4 |
| КР1533 | 90 | 80 |
| 1531 | 166 | 20 |
| КР1531 | 256 | 20 |
| 100, К500 | 344 | 3 |
| К1500 | 1333 | 2 |
| К561 | 5 | 32000 |
| 564, 1564 | 5 | 32000 |
| КР1554 | 58 | 32000 |
| К6500 | 2380 | 20 |
Анализ таблицы показывает, что из рассмотренных серий ИМ для реализации синтезируемого автомата могут быть использованы все серии, кроме 130, К131, 530, КР531, КМ531, 100, К500, К1500.
Выберем серии КР1531, 1531. Анализ полученных в процессе синтеза логических уравнений, а также допустимых параметров проектируемого устройства показывает, что использование ИС серии КР1531 является предпочтительным, поскольку обеспечивает меньшую потребляемую мощность при выполнении требований по быстродействию устройства. Кроме того, данная серия ИС обладает практически всей номенклатурой логических элементов, необходимой для реализации полученных в процессе синтеза логических уравнений. Для большего упрощения схемы применим также микросхемы серии К555, так как они также построены на ТТЛ.
Проверим возможность указанных серий ИС по условиям эксплуатации. Основные технические данные выбранных серий ИС, характеризующие их устойчивость к воздействию внешних факторов, приведены в таблице:
Допустимые значения внешних воздействующих факторов
| Наименование | Значение | |
| КР1531 | К555, К155 | |
| Синусоидальная вибрация: диапазон, частот, Гц амплитуда ускорения, м/с2 | От 1 до 2000 200 | От 1 до 5000 400 |
| Механический удар одиночного действия: пиковое ударное ускорение, м/с2 длительность действия ударного ускорения, мс | 1500 0,1-0,2 | 15000 0,1-0,2 |
| Механический удар многократного действия: пиковое ударное ускорение, м/с2 длительность действия ударного ускорения, мс | 1500 1-5 | 1500 1-5 |
| Линейное ускорение, м/с2 | 5000 | 5000 |
| Пониженная температура среды, 0С: рабочая Предельная | -10 -60 | -60 |
| Повышенная температура среды, 0С: рабочая Предельная | 70 85 | 125 |
| Изменения температуры среды, 0С | от -65 до 85 | от -60 до 125 |
Сравнения приведенных характеристик с заданным в техническом задании условиями эксплуатации проектируемого устройства показывает, что любая из рассмотренных серий ИС может быть использована для его реализации.