Введение.

Все современные устройства вычислительной техники строятся на основе больших интегральных схем (БИС), представляющих собой кристаллы с высокой степенью интеграции элементов. По своим функциональным возможностям такие БИС разделяются на кристаллы со связанной логикой и кристаллы с программируемой логикой. В кристаллах со связанной логикой существует определенный набор функциональных узлов. Каждый узел и входящие в него устройства имеют строго закрепленные адреса. Коды команд, приводящих в действие такие кристаллы, содержат адреса узлов и устройств, входящих в эти узлы. С помощью этих адресов осуществляются необходимые коммутации. Таким образом устанавливаются связи между устройствами, входящими в состав кристалла и производятся предписанные программой действия. В программируемой логике кристалл представлен набором некоторых базовых элементов, из которых строится схема. Чтобы создать заданное устройство в таком кристалле, необходимо запрограммировать точки связей. В дальнейшем такая БИС используется точно также, как и кристалл со связанной логикой, с той лишь разницей, что при необходимости точки связей можно перепрограммировать, получив совершенно новую схему.

Существуют цифровые, аналоговые и цифро-аналоговые БИС. Мы будем рассматривать цифровые БИС. Изучение строения и функционирования таких устройств включает в себя три этапа:

-изучение базовых цифровых устройств;

-изучение принципов построения БИС с программируемой логикой и синтез схем на базе таких кристаллов;

-изучение принципов функционирования кристаллов со связанной логикой.

Цифровые устройства.

Все цифровые устройства строятся на основе логических элементов. Логические элементы – это схемы, построенные на полупроводниковых переходах. Таким образом, цифровые устройства предполагают работу с двумя уровнями напряжения: высоким, снимаемым с запертого перехода и низким, снимаемым с открытого перехода. В цифровой технике эти уровни именуются единицей – «1» и нулем – «0». Функционирование таких устройств описывается уравнениями алгебры логики.

Вкратце напомним логические действия. Это:

-логическое сложение, дизъюнкция – ИЛИ (OR);

-сложение по модулю два, исключающее ИЛИ (XOR);

-логическое умножение, конъюнкция – И(AND);

-отрицание, инверсия – НЕ(NOT).

Условное обозначение элементов и таблицы их функционирования. Функция ИЛИ.

Уравненние: y=x1v x2 v…v xn

1