ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ.

Σχετικά έγγραφα
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 6: Λογικές πύλες και λογικά κυκλώματα

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ. Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη. Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων 6: Ταχύτητα Κατανάλωση Ανοχή στον Θόρυβο

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

Εργαστηριακή άσκηση. Θεωρητικός και πρακτικός υπολογισμός καθυστερήσεων σε αναστροφείς CMOS VLSI

i Το τρανζίστορ αυτό είναι τύπου NMOS. Υπάρχει και το συμπληρωματικό PMOS. ; Τι συμβαίνει στο τρανζίστορ PMOS; Το τρανζίστορ MOS(FET)

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

Κεφάλαιο 3. Λογικές Πύλες

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Οικογένειες Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Ψηφιακής Λογικής

Ψηφιακή Λογική και Σχεδίαση

Πολυσύνθετες πύλες. Διάλεξη 11

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Δίοδοι, BJT και MOSFET ως Διακόπτες 2

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων

Εισαγωγή στα κυκλώµατα CMOS 2

Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

K24 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά 4: Σχεδίαση Συνδυαστικών Κυκλωμάτων

Κεφάλαιο Τρία: Ψηφιακά Ηλεκτρονικά

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

ΗΜΥ-210: Λογικός Σχεδιασμός Εαρινό Εξάμηνο Κυκλώματα CMOS. Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Υλοποίηση λογικών πυλών µε τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Βασικές CMOS Λογικές οικογένειες (CMOS και Domino)

Λογικά Κυκλώματα με Διόδους, Αντιστάσεις και BJTs. Διάλεξη 2

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Κεφάλαιο 3

ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Εργαστηριακή άσκηση. Θεωρητικός και πρακτικός υπολογισμός καθυστερήσεων σε λογικά δίκτυα πολλών σταδίων

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών)

Ψηφιακά Κυκλώματα (1 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Εργαστήριο Εισαγωγής στη Σχεδίαση Συστημάτων VLSI

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 1

Κεφάλαιο 1 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. CMOS Κυκλώματα 2

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 1

Μικροηλεκτρονική - VLSI

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (8 η σειρά διαφανειών)

4.2 Αναπαράσταση δυαδικών τιμών στα ψηφιακά κυκλώματα

Εργαστήριο Εισαγωγής στη Σχεδίαση Συστημάτων VLSI

Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ

Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors)

Το μάθημα συνοπτικά (1) Το μάθημα συνοπτικά (2) Τι είναι ένα υπολογιστικό σύστημα ;

4 η ΕΝΟΤΗΤΑ. Το MOSFET

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΑΞΗ

Ψηφιακά Συστήματα. 3. Λογικές Πράξεις & Λογικές Πύλες

Κεφάλαιο 9 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. CMOS Λογικές ομές 2

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/ :09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 4+5: Άλγεβρα Boole

Εκτέλεση πράξεων. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά και Δυαδική Λογική. Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς. Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

Γ2.1 Στοιχεία Αρχιτεκτονικής. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ OR, NOR, XOR

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 2ο.. Λιούπης

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

V Vin $N PULSE 1.8V p 0.1p 1n 2n M M1 $N 0002 $N 0001 Vout $N 0002 MpTSMC180 + L=180n + W=720n + AD=0.324p + AS=0.

4/10/2008. Στατικές πύλες CMOS και πύλες με τρανζίστορ διέλευσης. Πραγματικά τρανζίστορ. Ψηφιακή λειτουργία. Κανόνες ψηφιακής λειτουργίας

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες 2. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΑΣΚΗΣΗ 1 ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ

Μνήμες RAM. Διάλεξη 12

ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ: 1. Αναγνωρίζει απλούς κωδικοποιητές - αποκωδικοποιητές.

Το μάθημα συνοπτικά (1) Το μάθημα συνοπτικά (2) Τι είναι ένα υπολογιστικό σύστημα ;

ΑΣΠΑΙΤΕ Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων & Μικροϋπολογιστών Εργαστηριακές Ασκήσεις για το μάθημα «Λογική Σχεδίαση» ΑΣΚΗΣΗ 3 ΠΙΝΑΚΕΣ KARNAUGH

K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 5: Ειδικοί Τύποι Διόδων

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Κεφάλαιο 1ο. Άλγεβρα Boole και Λογικές Πύλες. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17

Ενότητα 3 ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ


Λογικά Κυκλώματα CMOS. Διάλεξη 5

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I

Καθυστέρηση στατικών πυλών CMOS

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΟΜΑ Α Α

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ

Κεφάλαιο 5. Λογικά κυκλώματα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφική Σχεδίαση

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

Κεφάλαιο 2 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2016

Περιεχόμενα. Πρώτο Κεφάλαιο. Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα. Δεύτερο Κεφάλαιο. Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες

3. Απλοποίηση Συναρτήσεων Boole

Εισαγωγή στην πληροφορική

Δυαδικές συναρτήσεις Άλγεβρα Boole Λογικά διαγράμματα

Ηλεκτρονική Μάθημα VIΙΙ Ψηφιακά Κυκλώματα Υλοποίηση Λογικών Συναρτήσεων

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 7-8: Ανάλυση και σύνθεση συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Κεφάλαιο 4 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. Λογικός Φόρτος 2

ΑΣΚΗΣΗ 7 Μέτρηση ωμικής αντίστασης και χαρακτηριστικής καμπύλης διόδου

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

9. OIΚΟΥΜΕΝΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΕΙΣΟ ΩΝ

6. Σχεδίαση Κυκλωμάτων Λογικής Κόμβων (ΚΑΙ), (Η)

Ψηφιακά Συστήματα. 4. Άλγεβρα Boole & Τεχνικές Σχεδίασης Λογικών Κυκλωμάτων

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων VLSI I

Transcript:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Γιάννης Λιαπέρδος

2 ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΔΙΑΛΕΞΗΣ Άλγεβρα Διακοπτών Κυκλωματική Υλοποίηση Λογικών Πυλών με Ηλεκτρονικά Ελεγχόμενους Διακόπτες Υλοποίηση λογικών συναρτήσεων σε τεχνολογία CMOS Άλλες Λογικές «Οικογένειες»

3 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ sites.google.com/site/electronicsteipel (Εκπαιδευτικό Υλικό>Ψηφιακά Ηλεκτρονικά>Θεωρία> >Συμπληρωματικές Σημειώσεις>Σχεδίαση Λογικών Κυκλωμάτων) «Ηλεκτρονική για την Πληροφορική και τις Τηλεπικοινωνίες», κεφ. 3, παρ. 3.3 και 3.4 (sites.google.com/site/electronicsteipel Εκπαιδευτικό Υλικό>Αναλογικά Ηλεκτρονικά>Θεωρία>Σημειώσεις)

4 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Λογικές καταστάσεις ενός διακόπτη 0 1

5 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Υλοποίηση της λογικής πράξης AND με διακόπτες A B A B A Β Α Β 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

6 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Υλοποίηση της λογικής πράξης AND με διακόπτες Α Β

7 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Υλοποίηση της λογικής πράξης AND με διακόπτες 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

8 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Υλοποίηση της λογικής πράξης OR με διακόπτες A B A+B A Β Α+Β 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

9 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Υλοποίηση της λογικής πράξης OR με διακόπτες A B

10 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Υλοποίηση της λογικής πράξης OR με διακόπτες 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1

11 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Απόδειξη ταυτοτήτων της άλγεβρας Boole με τη βοήθεια της άλγεβρας διακοπτών A A+A=? A = 0 = 1 A A+A=A

12 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Απόδειξη ταυτοτήτων της άλγεβρας Boole με τη βοήθεια της άλγεβρας διακοπτών A A+0=? 0 = 0 = 1 A A+0=A

13 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Απόδειξη ταυτοτήτων της άλγεβρας Boole με τη βοήθεια της άλγεβρας διακοπτών A A+1=? 1 = 0 = 1 1 A+1=1

14 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Απόδειξη ταυτοτήτων της άλγεβρας Boole με τη βοήθεια της άλγεβρας διακοπτών A A+Α=? A A A = 0 = 1 1 A+Α=1

15 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Απόδειξη ταυτοτήτων της άλγεβρας Boole με τη βοήθεια της άλγεβρας διακοπτών A Α=? A Ā A Ā = 0 = 1 0 A Α=0

16 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Οι κανόνες της Άλγεβρας Διακοπτών ταυτίζονται με τους κανόνες της Άλγεβρας Boole, επομένως, μπορούμε να υλοποιούμε σύνθετες συναρτήσεις της Άλγεβρας Boole με διακόπτες

17 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Παράδειγμα: Δίνεται το κύκλωμα του πιο κάτω σχήματος (έχει, άραγε, κάποια χρησιμότητα;). Να υλοποιηθεί με (μηχανικούς) διακόπτες.

18 ΑΛΓΕΒΡΑ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ Απάντηση: A Β Β C C A Τι συμβαίνει όταν A=B=C=0?

19 Ηλεκτρονόμος (Relay)

20 Λειτουργία Ηλεκτρονόμου ΙΝ Control OUT

21 Λειτουργία Ηλεκτρονόμου ΙΝ Control OUT

22 Λειτουργία Ηλεκτρονόμου Control ΙΝ OUT

23 Προβλήματα Υλοποίησης Λογικών Κυκλωμάτων με Ηλεκτρομηχανικούς Διακόπτες Όγκος ENIAC 1946 17468 λυχνίες κενού 7200 κρυσταλλοδίοδοι 1500 ηλεκτρονόμοι 70000 αντιστάτες 10000 πυκνωτές 5000000 συγκολλήσεις 30 τόνοι http://en.wikipedia.org/wiki/eniac

24 Προβλήματα Υλοποίησης Λογικών Κυκλωμάτων με Ηλεκτρομηχανικούς Διακόπτες Κατανάλωση ηλεκτρικής ισχύος ENIAC 1946 150 kw * * Λέγεται πως όταν λειτουργούσε ο ENIAC τα φώτα στην πόλη της Φιλαδέλφειας φωτοβολούσαν πιο αμυδρά! http://en.wikipedia.org/wiki/eniac

25 Προβλήματα Υλοποίησης Λογικών Κυκλωμάτων με Ηλεκτρομηχανικούς Διακόπτες Μειωμένη Αξιοπιστία ENIAC 1946 (βλάβες, bugs!) http://en.wikipedia.org/wiki/eniac

26 Ηλεκτρονικές Λυχνίες Κενού γυάλινο περίβλημα άνοδος πλέγμα κάθοδος θερμαντήρας

27 Τρανζίστορ B C E G D S

28 Γενική Μορφή Ιδανικού Ηλεκτρονικά Ελεγχόμενου Διακόπτη C IN OUT

29 Τύποι Ιδανικών Ηλεκτρονικά Ελεγχόμενων Διακοπτών Ø 1 IN n OUT IN n OU Ø 1 n OUT IN n OUT

30 Τύποι Ιδανικών Ηλεκτρονικά Ελεγχόμενων Διακοπτών Ø 1 IN p OUT IN p O Ø 1 p OUT IN p OUT

31 Ποια η λειτουργία του πιο κάτω κυκλώματος; +5V +5V Ø V in n 1 n V out = 0V = Ø Ποιος ο ρόλος του αντιστάτη; 0V 0V

32 Πύλη «Ταυτότητας» (Α=Α) +5V +5V Ø n 1 n V out = 0V = Ø V out = 5V = 1 0V 0V

33 Ποια η λειτουργία του πιο κάτω κυκλώματος; +5V +5V V out = 5V = 1 Ø n 1 n V in 0V 0V

34 +5V Πύλη «Αναστροφής» (Α ΝΟΤ) +5V V out = 5V = 1 V out = 0V = Ø Ø n 1 n 0V 0V

35 +5V Α n Πύλη AND Β n V out = Α Β 0V

36 +5V V out = Α+Β AB Πύλη NAND Α p n Β n p 0V

37 +5V Πύλη OR Α n n Β V out = Α+Β 0V

38 +5V Πύλη NOR V out = Α Β A+B Α n p n p Β 0V

39 Παρόμοια, για διακόπτες τύπου p

40 +5V Πύλη «Ταυτότητας» (Α=Α) V out = 5V = 1 +5V Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται πλησιέστερα στο λογικό 0 (γη). Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; V out = 0V = Ø 1 p Ø p 0V 0V

41 +5V Πύλη «Αναστροφής» (Α ΝΟΤ) +5V Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται πλησιέστερα στο λογικό 1 (+5V). 1 p Ø p Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; V out = 0V = Ø V out = 5V = 1 0V 0V

42 Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται πλησιέστερα στο λογικό 0 (γη). +5V Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; Πύλη AND V out = Α Β Α p p Β Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται παράλληλα. Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; 0V

43 Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται πλησιέστερα στο λογικό 1 (+5V). +5V Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; Πύλη NAND Α p n p n Β Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται παράλληλα. V out = Α+Β AB Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; 0V

44 Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται πλησιέστερα στο λογικό 0 (γη). +5V Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; V out = Α+Β Πύλη OR Α p Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται σε σειρά. Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; Β p 0V

45 Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται πλησιέστερα στο λογικό 0 (γη). Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; Α +5V p n Πύλη NOR Β p n Προσέξτε πως οι διακόπτες τύπου p συνδέονται σε σειρά. V out = Α Β A+B Θυμάστε τι συνέβαινε στην περίπτωση διακοπτών τύπου n; 0V

46 Συνοψίζοντας: n p AND πάνω σειρά κάτω παράλληλα OR πάνω παράλληλα κάτω σειρά NAND κάτω σειρά πάνω παράλληλα NOR κάτω παράλληλα πάνω σειρά

47 ή αλλιώς: Διατηρώντας τον ίδιο τύπο διακοπτών: κάτω πάνω σε σειρά παράλληλα Μεταβάλλοντας τον τύπο των διακοπτών: + p n KAI +

48 Λογικές Πύλες με Συμπληρωματικούς Διακόπτες Συνδυάζουν διακόπτες τύπου n και τύπου p, όπως θα δούμε στη συνέχεια

49 A Πύλη «Ταυτότητας» (Α=Α) +5V n A Ποια πλεονεκτήματα θα μπορούσε να διαθέτει ένα συμπληρωματικό κύκλωμα, και ποια μειονεκτήματα; Λάβετε υπόψη σας τους εξής παράγοντες: «Όγκος» Είδη «εξαρτημάτων» Κατανάλωση ισχύος p 0V

50 Πύλη «Αναστροφής» (Α ΝΟΤ) +5V p A A n 0V

51 +5V Α n Πύλη AND Β n V out = Α Β Α p p Β 0V

52 +5V Α p p Β Πύλη NAND V out = Α Β Α n Β n 0V

53 +5V Α n n Β Πύλη OR V out = Α+Β Α p Β p 0V

54 +5V Α p Πύλη NOR Β p V out = Α+Β Α n n Β 0V

55 Εκτός από απλές λογικές πύλες, μπορούμε με παρόμοιο τρόπο να υλοποιούμε σύνθετες λογικές συναρτήσεις. Παράδειγμα 1: Δίνεται η λογική συνάρτηση F=AB+C. Να υλοποιηθεί με διακόπτες τύπου n.

56 To ζητούμενο κύκλωμα: +5V Α n n C Β n V out = Α Β+C 0V

57 Παράδειγμα 2: Δίνεται η λογική συνάρτηση F=AB+C. Να υλοποιηθεί με διακόπτες τύπου p.

58 To ζητούμενο κύκλωμα: +5V V out = Α Β+C Α p p Β C p 0V

59 Παράδειγμα 3: Δίνεται η λογική συνάρτηση F=AB+C. Να υλοποιηθεί με συμπληρωματικούς διακόπτες (τύπου p και τύπου n).

60 To ζητούμενο κύκλωμα: +5V Α n n C Β n V out = Α Β+C Α p p Β C p 0V

61 Παράδειγμα 4: Δίνεται η λογική συνάρτηση F=AB+C. Να υλοποιηθεί με συμπληρωματικούς διακόπτες (τύπου p και τύπου n).

62 To ζητούμενο κύκλωμα: +5V C p Α p p Β V out = Α Β+C Α n n C Β n 0V

63 Μη ιδανικοί ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι διακόπτες το τρανζίστορ MOSFET MOSFET τύπου n (nmos) IN Ø Control 1 G D IN n OUT IN IN Control Ø n S OUT OUT IN 1 Control n OUT

64 Μη ιδανικοί ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι διακόπτες το τρανζίστορ MOSFET MOSFET τύπου p (pmos) G IN D IN Ø Control p OUT IN 1 IN Control Ø p S OUT OUT IN 1 Control p OUT

65 Σύμβολα: Μη ιδανικοί ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι διακόπτες το τρανζίστορ MOSFET n p

66 Tο τρανζίστορ nmos ως διακόπτης V DD V DD D G S I C V C V DD -V T (i) 0 t V DD G V C 0V S D I C V DD 0 t (ii)

67 Tο τρανζίστορ pmos ως διακόπτης 0V V DD S G D I C V C V DD (i) 0V G 0 V C t 0V D S I C V DD V T 0 t (ii)

68 Tα τρανζίστορ MOS ως διακόπτες ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα nmos μεταβιβάζουν καλά το λογικό 0, άρα θα πρέπει να τοποθετούνται πλησιέστερα στη γη (0V) όταν χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση λογικών κυκλωμάτων Τα pmos μεταβιβάζουν καλά το λογικό 1, άρα θα πρέπει να τοποθετούνται πλησιέστερα στη θετική τάση τροφοδοσίας (Vdd) όταν χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση λογικών κυκλωμάτων Τα λογικά κυκλώματα που υλοποιούνται με βάση τους πιο πάνω κανόνες αντιστοιχούν σε συμπληρώματα λογικών συναρτήσεων (NAND, NOR, ή γενικότερα F)

69 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS Η λογική οικογένεια CMOS Αναστροφέας (πύλη NOT) G V DD S D A G D S Ā Πώς θα υλοποιούσατε μια «ταυτοτική» πύλη σε τεχνολογία CMOS; V SS

70 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS Η λογική οικογένεια CMOS V DD πύλη NAND A B A AB B Πώς θα υλοποιούσατε μια πύλη AND σε τεχνολογία CMOS; V SS

71 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS Η λογική οικογένεια CMOS V DD πύλη NOR A B A+B A B Πώς θα υλοποιούσατε μια πύλη OR σε τεχνολογία CMOS; V SS

72 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS Υλοποίηση σύνθετων λογικών συναρτήσεων σε τεχνολογία CMOS V DD Παράδειγμα 1: Κάποιος ισχυρίζεται πως έχει υλοποιήσει τη συνάρτηση F=AB+C σε τεχνολογία CMOS όπως φαίνεται στο κύκλωμα του σχήματος. Σχολιάστε. A B C F=AB+C A B C V SS

73 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS Υλοποίηση σύνθετων λογικών συναρτήσεων σε τεχνολογία CMOS V DD Παράδειγμα 2: Κάποιος ισχυρίζεται πως έχει υλοποιήσει τη συνάρτηση F=AB+C σε τεχνολογία CMOS όπως φαίνεται στο κύκλωμα του σχήματος. Σχολιάστε. Ā B C F=AB+C A B C V SS

74 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΣΕ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS Υλοποίηση σύνθετων λογικών συναρτήσεων σε τεχνολογία CMOS V DD Παράδειγμα 3: A B Κάποιος ισχυρίζεται πως έχει υλοποιήσει τη συνάρτηση F=AB+C σε τεχνολογία CMOS όπως φαίνεται στο κύκλωμα του σχήματος. Σχολιάστε. A C F=(A+B) C F=AB+C C B V SS

75 Η ΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ DDL (Diode Diode Logic) Ποια λογική πύλη υλοποιεί το κύκλωμα του σχήματος; δ 1 A D 1 R Y δ 2 B D 2 1 0 V 1

76 Η ΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ DDL (Diode Diode Logic) Υποβιβασμός της λογικής στάθμης 1 σε σειρά πυλών OR της οικογένειας DDL V 1 V T 1 0 V 1 V 1 -V T V T 1 0 V 1 V 1-2V T V T 1 0 V 1 V 1-3V T V T 1 0 V 1 V T?? V 1 0 1 0 2 0 3 0 n

77 Η ΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ DDL (Diode Diode Logic) Ποια λογική πύλη υλοποιεί το κύκλωμα του σχήματος; δ 1 A D 1 R Y δ 2 B D 2 1 0 V 1 Το κύκλωμα υποφέρει από αναβιβασμό της στάθμης του λογικού μηδενός ίση με την πτώση τάσης στα άκρα των διόδων

78 Η ΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ RTL (Resistor Transistor Logic) Ποια λογική πύλη υλοποιεί το κύκλωμα του σχήματος; V+ R C IN R A B C E OUT

79 Η ΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ RTL (Resistor Transistor Logic) Ποια λογική πύλη υλοποιεί το κύκλωμα του σχήματος; V+ R C A B R A R B B C E Y

80 Η ΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑ nmos Ποια λογική πύλη υλοποιεί το κύκλωμα του σχήματος; V DD R IN G D S OUT

81 Ευχαριστώ για την προσοχή σας!