Designer的筆記本工作原理及內部結構簡介

目前，許多數(shù)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(fā)現(xiàn)。

讓我們簡要回顧一下歷史邏輯基礎知識。 SSI（小規(guī)模集成）指的是包含幾個門或觸發(fā)器的IC。 MSI（中等規(guī)模集成）用于計數(shù)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(yōu)化數(shù)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(shù)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(xiàn)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(fā)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(fā)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(shù)據通信協(xié)議轉換器。系統(tǒng)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(xiàn)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?？刂破饔袃蓚€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(yōu)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(jié)鍋更好。實際的音量控制是增量編碼器，觸發(fā)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(shù)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(fā)現(xiàn)這種限制設計具有挑戰(zhàn)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(shù)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＆amp;存儲器實現(xiàn)了具有可編程波形的VCO和包絡發(fā)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。