Описание базовых ячеек специального назначения и
реклама
Описание базовых ячеек специального назначения и цифроаналоговых ячеек Система обозначений и состав библиотеки 5503................................1 Описание базовых логических функциональных ячеек.....................2 3 Описание базовых функциональных ячеек специального назначения......3 3-1 Раздел 3. Описание базовых функциональных ячеек специального назначения В разделе представлено описание базовых функциональных ячеек специального назначения, в том числе цифроаналоговых ячеек, библиотеки 5503+, которое в себя включает: • имя библиотечной функциональной ячейки; • назначение ячейки; • условнографическое обозначение ячейки; • описание работы ячейки; • таблицу истинности; • время собственной задержки ячейки; • рекомендуемую нагрузочную способность; • размер ячейки; • рекомендации по применению ячейки. В описании приведены расчетные значения, полученные при моделировании библиотечных ячеек в программе PSPICE. При этом выходы библиотечных фун кциональных ячеек поля БМК имели нагрузку на два типовых входа, внешние контакты периферийных ячеек были нагружены на емкостную нагрузку 6 пФ. Внимание: функциональные ячейки специального назначения имеют существен ные особенности применения, поэтому использование указанных ячеек в схеме долж но быть обоснованным и соответствовать рекомендациям по применению. 3 3-2 ACMBR1, ACMBR2, ACMBR3, ACMBR4 U BL1 Q INP D U INP D BL1 Q INP D U BL1 BL1 U D Компараторы напряжения со встроенным гистерезисом (railtorail) Q INP Q INN INN INN INN ACMBR1 ACMBR2 ACMBR3 ACMBR4 Функциональные ячейки ACMBR1, ACMBR2, ACMBR3, ACMBR4 являются ком параторами напряжения со встроенным гистерезисом и обеспечивают сравнение двух аналоговых входных сигналов INP и INN с формированием цифрового сиг нала результата сравнения Q. Компараторы обеспечивают сравнение напряже ний входных сигналов при значениях, выходящих за уровни питающего напря жения на ±200 мВ. При подаче на вход блокирования BL1 высокого логического уровня на выходе Q формируется низкий уровень и компаратор переходит в ре жим низкого потребления (не более 1 мкА). При превышении напряжения на входе INP над напряжением на входе INN на величину, превышающую гистерезис (ве личина гистерезиса приведена на рисунках ниже), на выходе компаратора Q фор мируется высокий логический уровень. При превышении напряжения на входе INN над напряжением на входе INP на величину, превышающую гистерезис, на выходе компаратора Q формируется низкий логический уровень. При равном на пряжении на входах INN и INP выход компаратора Q сохраняет предыдущее со стояние. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячеек ACMBR1, ACMBR2, ACMBR3, ACMBR4 принято, что входной сиг нал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû 3 Âûõîä BL1 INN INP Qi 1 Õ Õ 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 3-3 Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячеек составляет: • ACMBR1 • ACMBR2 • ACMBR3 • ACMBR4 – 2. – не более 3. – 41 ячейка поля БМК; – 40 ячеек поля БМК; – 39 ячеек поля БМК; – 39 ячеек поля БМК. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компараторов ACMBRi Блокировка D3 BL1 приведена на рисунке. На входах INP и INN дол D1 жны применяться входные аналоговые ячейки INP Q I O IAМ, на вход BL1 необходимо подать цифровой IAM INN управляющий сигнал блокировки. D2 ACMBR1 2. Ячейки ACMBRi размещать на поле БМК око I O ло контакта «Общий». В том же столбце избе IAM гать размещения других ячеек, особенно триг геров. Контакты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячей кой, соединять в слое металла без пересечений с другими трассами. U U U Îñíîâíûå ðàñ÷åòíûå õàðàêòåðèñòèêè êîìïàðàòîðîâ ACMBRi Ïàðàìåòð Íå ìåíåå Íå áîëåå Äèàïàçîí âõîäíîãî îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ, ïîäàâàåìîãî íà âõîä INN,  –0,2 ÅÏÈÒ + 0,2 Òîê ïîòðåáëåíèÿ, ìÀ 0,5 1,4 Зависимость значения гистерезиса от входного опорного напряжения при ЕПИТ = 4,5 В и Т = 27 °С Значение гистерезиса, мВ 40 ACMBR4 30 ACMBR3 20 ACMBR2 10 ACMBR1 0 0 2,0 4,0 1,0 3,0 Значение входного опорного напряжения, В 3 3-4 Зависимость значения гистерезиса от входного опорного напряжения при ЕПИТ = 5,5 В и Т = 27 °С Значение гистерезиса, мВ 60 ACMBR 4 50 40 ACMBR 3 30 20 ACMBR 2 10 ACMBR1 0 0 2,0 4,0 1,0 3,0 Значение входного опорного напряжения, В Зависимость времени реакции компараторов на ступенчатый входной сигнал 50 мВ от значения входного опорного напряжения и температуры при ЕПИТ = 4,5 В Время реакции компараторов, нс 150 3 85 °С 27 °С 100 –60 °С 50 0 –2,0 0 2,0 4,0 Значение опорного входного сигнала, В 6,0 3-5 Зависимость времени реакции компараторов на ступенчатый входной сигнал 50 мВ от значения входного опорного напряжения и температуры при ЕПИТ = 5 В Время реакции компараторов, нс 150 85 °С 100 27 °С 50 0 –2,0 –60 °С 0 2,0 4,0 Значение опорного входного сигнала, В 6,0 Зависимость времени реакции компараторов на ступенчатый входной сигнал 50 мВ от значения входного опорного напряжения и температуры при ЕПИТ = 5,5 В Время реакции компараторов, нс 150 100 27 °С 85 °С 50 –60 °С 3 0 –2,0 0 2,0 4,0 Значение опорного входного сигнала, В 6,0 3-6 Диаграмма входных воздействий и выходных реакций компараторов ACMBR1, ACMBR2, ACMBR3, ACMBR4 VГ VINN VH VL VINP VQ VГ – значение гистерезиса; VINN – значение входного опорного сигнала на входе INN; VINP – значение входного опорного сигнала на входе INP; VQ – логический сигнал на выходе компаратора; VH – значение высокого логического уровня; VL – значение низкого логического уровня. 3 3-7 ACMFD Компаратор аналоговый быстродействующий с нижним диапазоном входных напряжений D Функциональная ячейка ACMFD является аналоговым компаратором и обеспечивает сравнение двух аналоговых входных сигналов INN и INP Q INP с формированием цифрового сигнала результата сравнения Q. При подаче на вход блокировки BL1 высокого логического уровня ком INN паратор блокируется, при этом выход Q принимает низкий логичес ACMFD кий уровень и ток потребления компаратора становится не более 1 мкА. При низком логическом уровне на входе блокировки BL1 осуществляется сравне ние аналоговых входных сигналов INN и INP. Состояние на выходе Q зависит от величины и знака дифференциального напряженния между входом INP и INN. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки ACMFD принято, что входной сигнал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. U BL1 INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû Âûõîä BL1 INN INP 1 Õ Õ 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 Диапазон входных напряжений по входам INN и INP Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу BL1 Ток потребления Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки Qi от –0,2 В до Епит – 1,5 В. – не более 20 нс. – 2. – не более 1,5 мА. – не более 5. – 11 ячеек поля БМК. 3 3-8 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компаратора ACMFD при ведена на рисунке. На входах INP и INN долж ны применяться входные аналоговые ячейки IAМ, на вход BL1 необходимо подать цифровой управляющий сигнал блокировки. 2. Ячейку ACMFD размещать на поле БМК около контакта «Общий». В том же столбце избегать размещения других ячеек, особенно триггеров. Контакты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячейкой, со единять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-9 ACMFU Компаратор аналоговый быстродействующий с верхним диапазоном входных напряжений D Функциональная ячейка ACMFU является аналоговым компаратором и обеспечивает сравнение двух аналоговых входных сигналов INN и INP Q INP с формированием цифрового сигнала результата сравнения Q. При подаче на вход блокировки BL1 высокого логического уровня ком INN паратор блокируется, при этом выход Q принимает низкий логичес ACMFU кий уровень и ток потребления компаратора становится не более 1 мкА. При низком логическом уровне на входе блокировки BL1 осуществляется сравне ние аналоговых входных сигналов INN и INP. Состояние на выходе Q зависит от величины и знака дифференциального напряженния между входом INP и INN. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки ACMFU принято, что входной сигнал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. U BL1 INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû Âûõîä BL1 INN INP 1 Õ Õ 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 Диапазон входных напряжений по входам INN и INP Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу BL1 Ток потребления Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки Qi от 0,95 В до Епит + 0,2 В. – не более 20 нс. – 2. – не более 1,5мА. – не более 5. – 11 ячеек поля БМК. 3 3-10 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компаратора ACMFU при ведена на рисунке. На входах INP и INN долж ны применяться входные аналоговые ячейки IAМ, на вход BL1 необходимо подать цифровой управляющий сигнал блокировки. 2. Ячейку ACMFU размещать на поле БМК около контакта «Общий». В том же столбце избегать размещения других ячеек, особенно триггеров. Контакты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячейкой, со единять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-11 ACMLD Компаратор аналоговый малопотребляющий с нижним диапазоном входных напряжений Функциональная ячейка ACMLD является аналоговым компаратором и обеспечивает сравнение двух аналоговых входных сигналов INN и INP с формированием цифрового сигнала результата сравнения Q. BL1 Для обеспечения работы компаратора на вход тока смещения ISM INP Q необходимо подать втекающий ток. При подаче на вход блокировки INN BL1 высокого логического уровня компаратор блокируется, при этом ACMLD выход Q принимает низкий логический уровень и ток потребления компаратора становится не более 1 мкА. При наличии тока смещения ISM и низком логическом уровне на входе блокировки BL1 осуществляется срав нение аналоговых входных сигналов INN и INP. Состояние на выходе Q зависит от величины и знака дифференциального напряженния между входом INP и INN. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки ACMLD принято, что входной сигнал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. D U ISM INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû Âûõîä BL1 ISM INP INN 1 X Õ Õ Q 0 0 0 X X X 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 3 3-12 Диапазон входных напряжений по входам INN и INP Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки от –0,2 В до Епит – 1,5 В. – 2. – не более 5. – 11 ячеек поля БМК. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компаратора ACMLD приведена на рисунке. На входах INP, INN должны применяться входные аналого вые ячейки IAM, на входе ISM – ячейка IA. На вход BL1 необходимо подать циф ровой управляющий сигнал. 2. Внешний токозадающий резистор R вли яет на ток потребления и время переклю чения компаратора. В качестве резистора может быть использована аналоговая входная ячейка типа IAUi с доопределе нием до высокого уровня. При этом вне шний вывод микросхемы для подключе ния внешнего резистора не используется. Номиналы резисторов доопределения приведены в описании соответству ющих ячеек. 3. Ячейку ACMLD размещать на поле БМК около контакта «Общий». В том же столбце избегать размещения других ячеек, особенно триггеров. Кон такты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячейкой, соеди нять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-13 Зависимость тока потребления и времени реакции компаратора от входного дифференциального сигнала и номинала токозадающего резистора RТОК ACMLD 30 Ток потребления, мкА СНАГР = 5 пФ, ЕПИТ = 5 В, UОП = 0 В 20 10 0 Время реакции на ступенчатый входной сигнал, нс 0 50 100 150 Входной дифференциальный сигнал, мВ 200 600 RТОК = 500 кОм RТОК = 1 МОм RТОК = 2 МОм 400 200 0 0 50 100 150 Входной дифференциальный сигнал, мВ 200 3 3-14 ACMLU Компаратор аналоговый малопотребляющий с верхним диапазоном входных напряжений Функциональная ячейка ACMLU является аналоговым компаратором и обеспечивает сравнение двух аналоговых входных сигналов INN и INP с формированием цифрового сигнала результата сравнения Q. BL1 Для обеспечения работы компаратора на вход тока смещения ISM не INP Q обходимо подать втекающий ток. При подаче на вход блокировки BL1 INN высокого логического уровня компаратор блокируется, при этом вы ACMLU ход Q принимает низкий логический уровень и ток потребления ком паратора становится не более 1 мкА. При наличии тока смещения ISM и низком логическом уровне на входе блокировки BL1 осуществляется сравнение аналоговых входных сигналов INN и INP. Состояние на выходе Q зависит от ве личины и знака дифференциального напряженния между входом INP и INN. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки ACMLU принято, что входной сигнал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. D U ISM INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû 3 Âûõîä BL1 ISM INP INN 1 X Õ Õ Q 0 0 0 X X X 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 3-15 Диапазон входных напряжений по входам INN и INP Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки от –0,2 В до Епит – 1,5 В. – 2. – не более 5. – 11 ячеек поля БМК. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компаратора ACMLU приведена на рисунке. На входах INP, INN должны применяться входные аналого вые ячейки IAM, на входе ISM – ячейка IA. На вход BL1 необходимо подать циф ровой управляющий сигнал. 2. Внешний токозадающий резистор R вли яет на ток потребления и время переклю чения компаратора. В качестве резистора может быть использована аналоговая входная ячейка типа IAUi с доопределе нием до высокого уровня. При этом вне шний вывод микросхемы для подключе ния внешнего резистора не используется. Номиналы резисторов доопреде ления приведены в описании соответствующих ячеек. 3. Ячейку ACMLU размещать на поле БМК около контакта «Общий». В том же столбце избегать размещения других ячеек, особенно триггеров. Кон такты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячейкой, соеди нять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-16 Зависимость тока потребления и времени реакции компаратора от входного дифференциального сигнала и номинала токозадающего резистора RТОК Время реакции на ступенчатый входной сигнал, нс Ток потребления, мкА 15 10 5 0 2,5 RТОК = 500 кОм RТОК = 1 МОм RТОК = 2 МОм 2,0 1,0 0 3 СНАГР = 5 пФ, ЕПИТ = 5 В, UОП = 0 В 0 50 100 150 Входной дифференциальный сигнал, мВ 200 3-17 ASCMFD Компаратор аналоговый стробируемый быстродействующий с нижним диапазоном входных напряжений D Функциональная ячейка ASCMFD является стробируемым аналого вым компаратором и обеспечивает сравнение двух аналоговых вход INP Q ных сигналов INN и INP с формированием цифрового сигнала ре зультата сравнения Q в момент изменения сигнала на входе C из со INN стояния низкого в сосотояние высокого уровня. При подаче на вход C блокировки BL1 высокого логического уровня компаратор блокиру ASCMFD ется, при этом выход Q принимает низкий логический уровень и ток потребления компаратора становится не более 1 мкА. Состояние на выходе Q зависит от величины и знака дифференциального напряженния между входом INP и INN. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки ASCMFD принято, что входной сигнал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. U BL1 INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû Âûõîä BL1 C INP INN Q 1 Õ X Õ 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 õðàíåíèå 0 0 0 0 0 0 3 3-18 Диапазон входных напряжений по входам INN и INP Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки от –0,2 В до Епит – 1,5 В. – 2. – не более 5. – 18 ячеек поля БМК. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компаратора ASCMFD приведена на рисунке. На входах INP, INN дол жны применяться входные аналоговые ячейки IAM. На вход BL1 необходимо подать цифровой управляющий сигнал, а на вход C – цифровой стробирующий сигнал. 2. Ячейку ASCMFD размещать на поле БМК око ло контакта «Общий». В том же столбце избе гать размещения других ячеек, особенно триг геров. Контакты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячейкой, соединять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-19 Зависимость времени реакции и тока потребления компаратора от входного дифференциального сигнала температуры ASCMFD 4,0 Ток потребления, мА СНАГР = 5 пФ, ЕПИТ = 5 В, UОП = 0 В 3,0 2,0 1,0 0 Время реакции на ступенчатый входной сигнал, нс 15 50 Входной дифференциальный сигнал, мВ 100 T = –60 °С T = 27 °С T = 85 °С 10 5 3 0 0 50 Входной дифференциальный сигнал, мВ 100 3-20 ASCMFU Компаратор аналоговый стробируемый быстродействующий с верхним диапазоном входных напряжений D Функциональная ячейка ASCMFU является стробируемым аналого вым компаратором и обеспечивает сравнение двух аналоговых вход INP Q ных сигналов INN и INP с формированием цифрового сигнала ре зультата сравнения Q в момент изменения сигнала на входе C из со INN стояния низкого в состояние высокого уровня. При подаче на вход C блокировки BL1 высокого логического уровня компаратор блокиру ASCMFU ется, при этом выход Q принимает низкий логический уровень и ток потребления компаратора становится не более 1 мкА. Состояние на выходе Q за висит от величины и знака дифференциального напряженния между входом INP и INN. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки ASCMFU принято, что входной сигнал INN является «вложенным» в уровни сигнала INP. U BL1 INP ∆В ∆A INN Q BL1 = 0 ∆ А < ∆В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû 3 Âûõîä BL1 C INP INN 1 Õ X Õ Q 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 õðàíåíèå 0 0 0 0 0 3-21 Диапазон входных напряжений по входам INN и INP Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки от –0,2 В до Епит – 1,5 В. – 2. – не более 5. – 18 ячеек поля БМК. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения компаратора ASCMFU приведена на рисунке. На входах INP, INN дол жны применяться входные аналоговые ячейки IAM. На вход BL1 необходимо подать цифровой управляющий сигнал, а на вход C – цифровой стробирующий сигнал. 2. Ячейку ASCMFU размещать на поле БМК око ло контакта «Общий». В том же столбце избе гать размещения других ячеек, особенно триг геров. Контакты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячей кой, соединять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-22 Зависимость времени реакции и тока потребления компаратора от входного дифференциального сигнала температуры ASCMFU 4,0 Ток потребления, мА СНАГР = 5 пФ, ЕПИТ = 5 В, UОП = 0 В 3,0 2,0 1,0 0 3 Время реакции на ступенчатый входной сигнал, нс 15 50 Входной дифференциальный сигнал, мВ 100 T = –60 °С T = 27 °С T = 85 °С 10 5 0 0 50 Входной дифференциальный сигнал, мВ 100 3-23 BUFE Буфер с тремя выходными состояниями и разрешением высоким уровнем D ∆ I O E BUFE Функциональная ячейка BUFE предназначена для формирования внут ри матрицы БМК сигнала, имеющего три состояния. Вход управления Е обеспечивает управление режимом работы буфера. Высокий логи ческий уровень сигнала Е обеспечивает передачу входного логическо го сигнала I на выход буфера О без инверсии, низкий – формирование на выходе ячейки высокоимпедансного состояния. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä E I Î 0 Õ Z 1 0 0 1 1 1 Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу Е Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки BUFT D ∆ I O T BUFT – не более 4,5 нс. – 2. – не более 2. – 3 ячейки поля БМК. Буфер с тремя выходными состояниями и разрешением низким уровнем Функциональная ячейка BUFТ предназначена для формирования внут ри матрицы БМК сигнала, имеющего три состояния. Вход управления Т обеспечивает управление режимом работы буфера. Низкий логичес кий уровень сигнала Т обеспечивает передачу входного логического сигнала I на выход буфера О без инверсии, высокий – формирование на выходе ячейки высокоимпедансного состояния. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä Ò I Î 1 Õ Z 0 0 0 0 1 1 Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу Т Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки – не более 4,5 нс. – 2. – не более 2. – 3 ячейки поля БМК. 3 3-24 DMXA Демультиплексор аналоговый в два направления D U D S0 O0 O1 DMXA Функциональная ячейка DMXA предназначена для передачи входно го аналогового сигнала на один из двух выходов, определяемых вход ным управляющим сигналом. Входной аналоговый сигнал (D) пере дается на выход О0 при низком уровне на входе управления S0 и на выход О1 при высоком уровне на входе управления S0. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîäû S0 D Î0 Î1 0 0 0 Z 0 1 1 Z 1 0 Z 0 1 1 Z 1 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка DMXA реализована на пассивных проходных ключах, поэтому на выходы ячейки передается ослабленный входной сигнал. Функциональную ячейку DMXA рекомендуется использовать в цепях переда чи аналоговых токовых сигналов. Сопротивление проходного ключа составляет 0,6÷1 кОм. Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу D Рекомендуемая нагрузочная способность по выходам О0 и О1 Размер ячейки 3 – не более 2 нс; – 2. – не более 1. – 3 ячейки поля БМК. 3-25 IAD1 Вход аналоговый c доопределением до низкого уровня D Функциональная ячейка IAD1 позволяет передать аналоговый сиг нал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК и обеспечивает дооп ER ределение внешнего вывода до низкого уровня. IAD1 Вход I соответствует внешнему выводу БИС, сигнал с выхода О поступает внутрь поля БМК. Вход разрешения (ER) позволяет управ лять подключением резистора доопределения. Высокий уровень сигнала управ ления соответствует нормальному режиму работы периферийной ячейки, низкий уровень отключает резистор доопределения, что позволяет выполнить измерение токов утечки входа микросхемы в соответствии с таблицами 1 и 3, приведенными в разделе 1. Значение резистора доопределения находится в диапазоне 4,8–11 кОм. U I O Собственное время задержки ячейки Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О – не более 0,5 нс. – не более 2. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка IAD1 имеет резистор доопределения низкого номинала, который задает ток доопределения порядка 1 мА, что может существенно повы сить ток потребления микросхемы в целом. Функциональную ячейку IAD1 рекомендуется использовать только в техни чески обоснованных случаях. 3 3-26 D O U ER I D U I O ER IAD1M I D U D Входы аналоговые c доопределением до низкого уровня для микросхем «холодного» резерва O ER IAD2M I U IAD1М, IAD2М, IAD3М, IAD4М O ER IAD3M IAD4M Функциональные ячейки IAD1М, IAD2М, IAD3М, IAD4М позволяют передать аналоговый сигнал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК и обеспечивают доопределение внешнего вывода до низкого уровня. Ячейки не имеют защитного диода, подключенного к шине «Питание», и предназначены для использования в системах с «холодным» резервом. Вход I соответствует внешнему выводу БИС, сигнал с выхода О поступает внутрь поля БМК. Вход разрешения (ER) позволяет управлять подключением ре зистора доопределения. Высокий уровень сигнала управления соответствует нор мальному режиму работы периферийной ячейки, низкий уровень отключает ре зистор доопределения, что позволяет выполнить измерение токов утечки входа микросхемы в соответствии с таблицами 1 и 3, приведенными в разделе 1. Òàáëèöà äèàïàçîíîâ ðåçèñòîðîâ äîîïðåäåëåíèÿ äî íèçêîãî óðîâíÿ Èìÿ ÿ÷åéêè IAD1Ì IAD2Ì IAD3Ì IAD4Ì Ñîïðîòèâëåíèå, êÎì 4,8–11 7,4–16 14–26 25–55 Собственное время задержки ячейки Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О 3 – не более 0,5 нс. – не более 2. 3-27 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Пример системы с «холодным» резервом с иллюстрацией фрагментов электроста VCC1 VCC2 = 0 В тической защиты приведен на рисунке. Пусть микросхема А является источником сигнала высокого уровня. При отключен А В ном питании микросхемы В, в которой применяются обычные входные ячейки, лог. «0» за счет открывания верхнего диода элек тростатической защиты, подключенного к шине «Питание», осуществляется под GND ключение микросхемы В к источнику пи VCC3 = 0 В тания микросхемы А, т.е. микросхема В продолжает находиться под напряжени С ем питания VCC1 минус падение напряже ния на диоде. При этом сигнал высокого уровня с выхода микросхемы А шунти руется защитным диодом, подключен GND ным к шине «Питание», что может выве сти микросхему А из строя. Микросхема С, в которой применяются специальные входные ячейки, благодаря отсутствию диода электростатической защиты может быть отключена от питания и переведена в состояние «холодного» резерва. 2. Функциональная ячейка IAD1М имеет резистор доопределения низкого но минала, который задает ток доопределения порядка 1 мА, что может суще ственно повысить ток потребления микросхемы в целом. Функциональную ячейку IAD1М рекомендуется использовать только в тех нически обоснованных случаях. «холодный» резерв 3 3-28 IAМ Вход аналоговый для микросхем «холодного» резерва Функциональная ячейка IAМ обеспечивает передачу аналогового сиг нала с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК. Ячейка не имеет за IAM щитного диода, подключенного к шине «Питание», и предназначена для использования в системах с «холодным» резервом. Вход I соответствует внеш нему выводу БИС, сигнал с выхода О поступает внутрь поля БМК. D U I O Собственное время задержки ячейки Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О – не более 0,5 нс. – не более 2. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Пример системы с «холодным» резервом с иллюстрацией фрагментов электростати VCC1 VCC2 = 0 В ческой защиты приведен на рисунке. Пусть микросхема А является источником сигна ла высокого уровня. При отключенном пи А В тании микросхемы В, в которой применя ются обычные входные ячейки, за счет от лог. «0» крывания верхнего диода электростатичес кой защиты, подключенного к шине «Питание», осуществляется подключение GND микросхемы В к источнику питания мик VCC3 = 0 В росхемы А, т.е. микросхема В продолжает находиться под напряжением питания VCC1 С минус падение напряжения на диоде. При этом сигнал высокого уровня с выхода микросхемы А шунтируется защитным ди одом, подключенным к шине «Питание», GND что может вывести микросхему А из строя. Микросхема С, в которой применяются специальные входные ячейки, благодаря отсутствию диода электростатической защиты может быть отключена от питания и переведена в состояние «холодного» резерва. «холодный» резерв 3 3-29 IAOINV Вход аналоговый / выход инверсный D Функциональная ячейка IAOINV позволяет передать аналоговый сиг нал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также выдать ин O версный сигнал из поля БМК на внешний вывод БИС. На вход IN подается сигнал из поля БМК, инверсный сигнал фор IAOINV мируется на вход – выходе OUT, соответствующем внешнему выводу БИС. Выход O эквипотенциален выводу OUT и сигнал с него поступает внутрь поля БМК. IN OUT U Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу O – не более 2. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка IAOINV предназначена для реализации RC генера торов в диапазоне от 10 Гц до 1 МГц. Рекомендуемая электрическая схема включе ния представлена на рисунке. Разброс частоты при изменении температуры от –60 до +85 °С составляет не более ±5%. Разброс частоты при изменении питаю щего напряжения от 4,5 до 5,5 В составляет ±5%. Блокировка генератора D1 =1 D2 D4 IN O OUT IAM TS1 O XOR2 Частота U U I D3 IAOINV БИС При моделировании в САПР для устранения автогенерации обратная связь генератора должна быть разорвана. Электрическая схема генератора в составе мик росхемы представлена ниже. Блокировка генератора I D3 =1 D2 D4 IN O IAM OUT TS1 XOR2 Частота O OUT U IN U D1 IAOINV 3 3-30 IАON1, IАON2, IАON3, IАON4, IАON5 D N Вход аналоговый / выход цифровой с активным низким уровнем D <> N IO O D <> D <> IO O IAON1 N D <> N IO O IAON2 O IAON3 N IO <> IO O IAON4 IAON5 Функциональные ячейки IАON1, IАON2, IАON3, IАON4, IАON5 позволяют пере дать аналоговый сигнал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также сфор мировать активный низкий уровень из поля БМК на внешний вывод БИС с раз личными допустимыми значениями выходного тока. Ячейки имеют вход управле ния затвором nтранзистора (N) периферийной ячейки, входвыход IО соответствует внешнему выводу БИС, выход I обеспечивает связь внешнего вывода с полем БМК. Высокий уровень сигнала N соответствует режиму входа, низкий уровень сиг нала N обеспечивает формирование на выводе IО активного низкого уровня. Ячейки различаются допустимым током нагрузки. Значения токов нагрузки, при которых падение напряжения на nтранзисторах не превышает 0,4 В, приве дены в таблице. Òàáëèöà çíà÷åíèé òîêà íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ Èìÿ ÿ÷åéêè Òîê íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ, ìÀ IÀON1 IÀON2 IÀON3 IÀON4 IÀON5 8 3 2 1 0,3 Собственное время задержки ячеек Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу IО – не более 0,5 нс. – не более 2. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональные ячейки IАON1, IАON2, IАON3, IАON4, IАON5 рекомендуется применять для реализации выходов с пониженной нагрузочной способностью. 3 3-31 IАON1М, IАON2М, IАON3М, IАON4М, IАON5М D D N <> D N IO O IAON1M Вход аналоговый / выход цифровой с активным низким уровнем для микросхем «холодного» резерва <> D N IO O IAON2M <> D <> N IO O IAON3M N IO O <> IO O IAON4M IAON5M Функциональные ячейки IАON1М, IАON2М, IАON3М, IАON4М, IАON5М по зволяют передать аналоговый сигнал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также сформировать активный низкий уровень из поля БМК на внешний вывод БИС с различными допустимыми значениями выходного тока. Ячейки не имеют защитного диода, подключенного к шине «Питание», и предназначены для ис пользования в системах с «холодным» резервом. Ячейки имеют вход управления затвором nтранзистора (N) периферийной ячейки, входвыход IО соответствует внешнему выводу БИС, выход I обеспечивает связь внешнего вывода с полем БМК. Высокий уровень сигнала N соответствует режиму входа, низкий уровень сигнала N обеспечивает формирование на выводе IО активного низкого уровня. Ячейки различаются допустимыми токами нагрузки. Значения токов нагруз ки, при которых падение напряжения на nтранзисторах не превышает 0,4 В, при ведены в таблице. Òàáëèöà çíà÷åíèé òîêà íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ Èìÿ ÿ÷åéêè Òîê íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ, ìÀ IÀON1Ì IÀON2Ì IÀON3Ì IÀON4Ì IÀON5Ì 8 3 2 1 0,3 Собственное время задержки ячеек Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу IО – не более 0,5 нс. – не более 2. 3 3-32 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Пример системы с «холодным» резервом с иллюстрацией фрагментов электроста VCC2 = 0 В тической защиты приведен на рисунке. Пусть микросхема А является источни ком сигнала высокого уровня. При от А В ключенном питании микросхемы В, в которой применяются обычные входные лог. «0» ячейки, за счет открывания верхнего диода электростатической защиты, под ключенного к шине «Питание», осуще GND ствляется подключение микросхемы В к VCC3 = 0 В источнику питания микросхемы А, т.е. микросхема В продолжает находиться С под напряжением питания VCC1 минус падение напряжения на диоде. При этом сигнал высокого уровня с выхода мик росхемы А шунтируется защитным ди GND одом, подключенным к шине «Пита ние», что может вывести микросхему А из строя. Микросхема С, в которой применяются специальные входные ячей ки, благодаря отсутствию диода электростатической защиты может быть от ключена от питания и переведена в состояние «холодного» резерва. 2. Функциональные ячейки IАON1М, IАON2М, IАON3М, IАON4М, IАON5М рекомендуется применять для реализации выходов с пониженной нагру зочной способностью. «холодный» резерв VCC1 3 3-33 IАON1U, IАON2U, IАON3U, IАON4U, IАON5U D D Вход аналоговый / выход цифровой с активным низким уровнем D D D N <> N <> N <> N <> N <> ER IO ER IO ER IO ER IO ER IO O IAON1U O IAON2U O IAON3U O O IAON4U IAON5U Функциональные ячейки IАON1U, IАON2U, IАON3U, IАON4U, IАON5U позво ляют передать аналоговый сигнал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также сформировать активный низкий уровень из поля БМК на внешний вывод БИС с различными значениями тока нагрузки, а также обеспечивают доопреде ление внешнего вывода до высокого уровня. Ячейки имеют вход управления зат вором nтранзистора N периферийной ячейки, вход управления затвором pтран зистора доопределения до высокого уровня ER, входвыход IО соответствует внеш нему выводу БИС, выход I обеспечивает связь внешнего вывода с полем БМК. Высокий уровень сигнала N соответствует режиму входа, низкий уровень сигнала N обеспечивает формирование на выводе IО активного низкого уровня. Значение резистора доопределения находится в диапазоне 78÷161 кОм. Ячейки различаются допустимыми токами нагрузки. Значения токов нагруз ки, при которых падение напряжения на nтранзисторах не превышает 0,4 В, при ведены в таблице. Òàáëèöà çíà÷åíèé òîêà íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ Èìÿ ÿ÷åéêè Òîê íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ, ìÀ IÀON1U IÀON2U IÀON3U IÀON4U IÀON5U 8 3 2 1 0,3 Задержка распространения сигнала от вывода IО до выхода I – не более 0,5 нс, доопределение вывода IО из состояния низкого уровня до высокого уровня при нагрузке 6 пФ не более 2 мкс. Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу IО – не более 2. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональные ячейки IАON1U, IАON2U, IАON3U, IАON4U, IАON5U рекомен дуется применять для реализации выходов с пониженной нагрузочной способно стью. 3 3-34 IAPN2 Вход аналоговый / выход цифровой D P <> GP IO GN N U O IAPN2 Функциональная ячейка IAPN2 позволяет передать аналоговый сиг нал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также при подклю чении драйвера периферийной ячейки передать выходной сигнал на внешний вывод БИС. Ячейка IAPN2 имеет входы управления затво рами pтранзистора P и nтранзистора N периферийной ячейки, вы ходные сигналы с затворов pтранзистора GP и nтранзистора GN, входвыход IО соответствует внешнему выводу БИС, выход I обеспе чивает связь внешнего вывода с полем БМК. Рекомендуемая нагрузочная способность выхода I – не более 1. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Ячейку IAPN2 рекомендуется применять совме стно с драйвером DRVE, который обеспечивает выполнение функции входа/выхода с бесконф ликтным формированием сигналов управления затворами pтранзистора и nтранзистора, ис ключающим их одновременное открытие. Реко мендуемое подключение приведено на рисунке. Задержка распространения сигнала от входа драйвера I до выхода IО периферийной ячейки IAPN2 составляет не более 9 нс; переход в высо коимпедансное состояние выхода периферий ной ячейки IО при подаче высокого уровня на вход драйвера Z или низкого уровня на вход управления Е – не более 15 нс; задержка распространения сиг нала от вывода IО периферийной ячейки IАPN2 до выхода I – не более 1 нс. 2. Ячейка IАPN2 предназначена для реализации выхода с пониженной в 4 раза относительно ячейки IАPN нагрузочной способностью. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû DRVE 3 Âõîä/âûõîä Z E I 1 Õ Õ IO Z 0 0 Õ Z (âõîä) 0 1 0 0 (âûõîä) 0 1 1 1 (âûõîä) 3-35 IAPND1 D P <> GP ER IO GN N U O IAPND1 Вход аналоговый / выход цифровой c доопределением до низкого уровня Функциональная ячейка IAPND1 позволяет передать аналоговый сиг нал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, при подключении драйвера периферийной ячейки передать сигнал на внешний вывод БИС, а также обеспечивает доопределение внешнего вывода до низ кого уровня. Ячейка имеет вход управления затворами pтранзистора P и nтранзистора N периферийной ячейки, вход управления затво ром nтранзистора доопределения до низкого уровня ER, выходные сигналы с затворов pтранзистора GP и nтранзистора GN. Входвы ход IО соответствует внешнему выводу БИС, выход О обеспечивает связь внешнего вывода с полем БМК. Значение резистора доопределения Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О – 5,2–11 кОм. – не более 1. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Функциональная ячейка IAPND1 имеет резистор доопределения низкого номинала, который задает ток доопределения порядка 1 мА, что может су щественно повысить ток потребления микросхемы в целом, поэтому ячейку рекомендуется использовать только в технически обоснованных случаях. 2. Функциональную ячейку IAPND1 рекомендуется применять совместно с драйверами, которые обеспечивают выполнение ячейками различных функ ций входа/выхода с бесконфликтным формированием сигналов управления затворами pтранзистора и nтранзистора, исключающим их одновременное открытие. Рекомендуемые подключения ячеек приведены на рисунках. Драйвер DRVED обеспечивает выполнение функции входа/выхода с доопределением до низкого уровня. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû DRVE Âõîä/âûõîä Z E I 1 Õ Õ IO Z 0 0 Õ äîîïðåäåëåíèå äî «0» 0 1 0 0 0 1 1 1 3 3-36 D1 D2 P P <> I GP GP E ER ER GN GN Драйвер DRVEDР обеспечивает выполнение функции вхо да/выхода с доопределением до низкого уровня и формиро вание парафазных сигналов внутрь поля БМК. IO Òàáëèöà èñòèííîñòè Z N O OS O OB DRVEDP Âõîäû U N IAPND1 Âõîä/âûõîä Âûõîäû Z E I IO ΠΠ1 Õ Õ Z Õ Õ 0 0 Õ äîîïðåäåëåíèå äî «0» 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 Задержка распространения сигнала от входа драйвера I до выхода IО состав ляет не более 9 нс; переход в высокоимпедансное состояние выхода периферий ной ячейки IО при подаче высокого уровня на вход драйвера Z – не более 15 нс; доопределение до низкого уровня выходного контакта периферийной ячейки при низком уровне на входе управления Е из состояния высокого уровня при нагруз ке 6 пФ для ячейки IAPND1 – не более 90 нс, задержка распространения сигнала от вывода IО до выхода О – не более 0,5 нс, до выходов драйвера DRVEDР: до выхода ОВ – не более 1 нс, до выхода О – не более 2 нс. 3 3-37 IDBL D I O IDBL Вход цифровой с инверсным выходом Функциональная ячейка IDBL позволяет передать сигнал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК и имеет инверсный выход с низкой на грузочной способностью. Вход I соответствует внешнему выводу БИС, инверсный сигнал с выхода О поступает внутрь поля БМК. Собственное время задержки ячейки Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О – не более 4 нс. – не более 1. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка IDBL предназначена для построения микропотребляю щих низкочастотных RC – генераторов и используется в качестве входной поро говой ячейки. Выходное сопротивление ячейки не менее 30 кОм. Разброс выход ной частоты в диапазоне питающего напряжения от 4,5 до 5 В не более 0,5%. Раз брос выходной частоты в диапазоне температур от –60 до +85 °С составляет не более 2%. Рекомендуемая схема реализации генератора представлена на рисунке. R1 500 k D3 D1 I P IDBL <> P I O GP INV С1 GP IO GN GN В 4 нФ Z N Частота DRV N O OB IOPN D4 D6 P ∆ А D2 D5 P I GP GP GN GN R2 O Блокировка генератора С 2М Z N DRV N ODPN БИС 3 Напряжение, В Напряжение, В 3-38 2,0 А 1,0 0 2,0 В 1,0 Напряжение, В 0 2,0 1,0 С 0 10 15 20 25 30 Время, мс Временная диаграмма работы генератора в точках А, В, С для БМК серии 5507 3 СКЗ тока потребления генератора, мкА 3-39 40 –60 °С 27 °С 20 85 °С 0 Частота генератора, Гц 70 65 60 2,0 3,0 Напряжение питания, В 4,0 Зависимость среднего квадратического значения тока потребления и частоты генератора от напряжения питания и температуры 3 3-40 IDPD1 Вход цифровой c доопределением до низкого уровня и парафазным выходом D ∆ Функциональная ячейка IDPD1 позволяет передать цифровой сиг нал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также обеспечивает ER OB доопределение внешнего вывода до низкого уровня. Вход I соответ IDPD1 ствует внешнему выводу БИС, сигналы с прямого выхода О и инвер сного выхода ОВ поступают внутрь поля БМК. Вход разрешения ER позволяет управлять подключением резистора доопределения. Высокий уровень сигнала управления соответствует нормальному режиму работы периферийной ячейки, низкий уровень отключает резистор доопределения, что позволяет выпол нить измерение токов утечки входа микросхемы в соответствии с таблицами 1 и 3, приведенными в разделе 1. Значение резистора доопределения находится в диа пазоне 5,2–11 кОм. I O Собственное время задержки ячейки Рекомендуемая нагрузочная способность по выходам О, ОВ – не более 2 нс. – не более 15. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка IDPD1 имеет резистор доопределения низкого номина ла, который задает ток доопределения порядка 1 мА, что может существенно по высить ток потребления микросхемы в целом, поэтому функциональную ячейку рекомендуется использовать только в технически обоснованных случаях. 3 3-41 IDPD1М, IDPD2М, IDPD3М, IDPD4М D D OB IDPD1M D O ER OB IDPD2M I D O ER OB IDPD3M I ∆ ER I ∆ O ∆ ∆ I Входы цифровые c доопределением до низкого уровня и парафазным выходом для микросхем «холодного» резерва O ER OB IDPD4M Функциональные ячейки IDPD1М, IDPD2М, IDPD3М, IDPD4М позволяют пе редать цифровой сигнал с внешнего вывода БИС внутрь поля БМК, а также обес печивают доопределение внешнего вывода до низкого уровня. Ячейки не имеют входного защитного диода, подключенного к шине «Питание», и предназначены для использования в системах с «холодным» резервом. Вход I соответствует внеш нему выводу БИС, сигналы с прямого выхода О и инверсного выхода ОВ посту пают внутрь поля БМК. Вход разрешения ER позволяет управлять подключением резистора доопределения. Высокий уровень сигнала управления соответствует нормальному режиму работы периферийной ячейки, низкий уровень отключает резистор доопределения, что позволяет выполнить измерение токов утечки входа микросхемы в соответствии с таблицами 1 и 3, приведенными в разделе 1. Òàáëèöà çíà÷åíèé ðåçèñòîðîâ äîîïðåäåëåíèÿ äî íèçêîãî óðîâíÿ Èìÿ ÿ÷åéêè Ñîïðîòèâëåíèå, êÎì IDPD1Ì IDPD2Ì IDPD3Ì IDPD4Ì 4,8–11 7,4–16 14–26 25–55 Собственное время задержки ячеек Рекомендуемая нагрузочная способность по выходам О, ОВ – не более 2 нс. – не более 15. 3 3-42 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Пример системы с «холодным» резервом с иллюстрацией фрагментов электроста VCC2 = 0 В тической защиты приведен на рисунке. Пусть микросхема А является источни ком сигнала высокого уровня. При от А В ключенном питании микросхемы В, в которой применяются обычные входные лог. «0» ячейки, за счет открывания верхнего диода электростатической защиты, под 150 ключенного к шине «Питание», осуще GND ствляется подключение микросхемы В к VCC3 = 0 В источнику питания микросхемы А, т.е. микросхема В продолжает находиться С под напряжением питания VCC1 минус падение напряжения на диоде. При этом сигнал высокого уровня с выхода мик росхемы А шунтируется защитным ди GND одом, подключенным к шине «Пита ние», что может вывести микросхему А из строя. Микросхема С, в которой применяются специальные входные ячей ки, благодаря отсутствию диода электростатической защиты может быть от ключена от питания и переведена в состояние «холодного» резерва. 2. Функциональная ячейка IDPD1М имеет резистор доопределения низкого номинала, который задает ток доопределения порядка 1 мА, что может су щественно повысить ток потребления микросхемы в целом. Функциональную ячейку IDPD1М рекомендуется использовать только в технически обоснованных случаях. «холодный» резерв VCC1 3 3-43 IDPМ Вход цифровой с парафазным выходом для микросхем «холодного» резерва D ∆ I O OB IDPM Функциональная ячейка IDРМ позволяет передать сигнал с внешне го вывода БИС внутрь поля БМК и имеет два парафазных выхода. Ячейка не имеет входного защитного диода, подключенного к шине «Питание», и предназначена для использования в системах с «холодным» резервом. Вход I соответствует внешнему выводу БИС, сигналы с пря мого выхода О и инверсного выхода ОВ поступают внутрь поля БМК. Собственное время задержки ячейки Рекомендуемая нагрузочная способность по выходам О, ОВ INVE I ∆ D O E INVE – не более 2 нс. – не более 15. Инвертор с третьим состоянием с управлением высоким уровнем Функциональная ячейка INVE предназначен для формирования внутри матрицы БМК сигнала, имеющего три состояния. Вход управления Е обеспечивает управление режимом работы буфера. Высокий логический уровень сигнала Е соответствует режиму передачи с инверсией логичес кого сигнала, низкий – режиму формирования третьего состояния. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä E I Î 0 Õ Z 1 0 1 1 1 0 Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу Е Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки – не более 4,5 нс. – 2. – не более 2. – 2 ячейки поля БМК. 3 3-44 INVТ D Инвертор с третьим состоянием с управлением низким уровнем Функциональная ячейка INVE предназначен для формирования внутри матрицы БМК сигнала, имеющего три состояния. Вход управления Т обеспечивает управление режимом работы буфера. Низкий логический уровень сигнала Т соответствует режиму передачи с инверсией логичес кого сигнала, высокий – режиму формирования третьего состояния. ∆ I O T INVT Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä Ò I Î 1 Õ Z 0 0 1 0 1 0 Собственное время задержки ячейки Коэффициент объединения по входу Т Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки – не более 4,5 нс. – 2. – не более 2. – 2 ячейки поля БМК. МХА21 Мультиплексор аналоговый из 2 в 1 D D0 D1 O S0 Функциональная ячейка МХА21 обеспечивает передачу на выход О аналогового сигнала с входа D0 при низком уровне сигнала на входе S0 или сигнала с входа D1 при высоком уровне сигнала на входе S0. Ячейка реализована на проходных ключах. MXA21 Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä D0 D1 S0 Î d0 Õ 0 d0 Õ d1 1 d1 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 3 Функциональная ячейка MXA21 реализована на пассивных проходных ключах, поэтому на выход ячейки передается ослабленный входной сигнал. Ячейку реко мендуется использовать в цепях аналоговых токовых сигналов. При использова нии ячейки MXA21 в качестве цифрового мультиплексора выходной сигнал О необходимо усиливать. Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки Проходное сопротивление ячейки составляет – не более 1. – 2 ячейки поля БМК. – 0,6÷1 кОм. 3-45 OD1, OD2, OD3 D I D O OD1 I Выход цифровой D O OD2 I O OD3 Функциональные ячейки OD1, OD2, OD3 выполняют функцию выхода с двумя активными состояниями. Ячейки имеют вход данных (I), который передается на выход О, являющийся внешним выводом БИС. Ячейки имеют выходное сопро тивление различного номинала. Значения токов нагрузки высокого и низкого уровней приведены в таблице. Òàáëèöà çíà÷åíèé òîêîâ íàãðóçêè âûñîêîãî è íèçêîãî óðîâíÿ Èìÿ ÿ÷åéêè Òîê íàãðóçêè âûñîêîãî óðîâíÿ, ìÀ Òîê íàãðóçêè íèçêîãî óðîâíÿ, ìÀ OD1 OD2 OD3 1,5 1 0,5 3 2 1 Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Функциональные ячейки OD1, OD2, OD3 не требуют применения драйве ров, что уменьшает объем схемы. Но в связи с этим при переключении яче ек возникает кратковременный сквозной ток изза одновременного откры тия выходных транзисторов. 2. Функциональные ячейки OD1, OD2, OD3 рекомендуется применять для ре ализации выходов с пониженной нагрузочной способностью. 3 3-46 ODPN2 D ∆ P GP O GN N ODPN2 Выход цифровой с низкой нагрузочной способностью Функциональная ячейка ODPN2 при подключении драйвера пери ферийной ячейки выполняет функцию выхода или выхода с третьим состоянием и имеет высокое выходное сопротиление. Ячейка ODPN2 имеет входы управления затворами pтранзистора P и nтранзисто ра N периферийной ячейки, выходные сигналы с затворов pтран зистора GP и nтранзистора GN, выход О соответствует внешнему выводу БИС. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Функциональная ячейка ODPN2 предназначена для реализации выхода с пониженной нагрузочной способностью: ток нагрузки низкого уровня со ставляет 0,5 мА, ток нагрузки высокого уровня – 0,5 мА. 2. Функциональную ячейку ODPN2 рекомендуется применять совместно с драйверами, которые обеспечивают выполнение ячейкой функций выхода с бесконфликтным формированием сигналов управления затворами pтран зистора и nтранзистора, исключающим их одновременное открытие. Ре комендуемые варианты подключения ячейки приведены на рисунках. Драйвер DRV обеспечивает выполнение функции выхода. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû DRV Âûõîä ODPN2 Z I Î 1 Õ Z 0 1 1 0 0 0 Драйвер DRVЕ обеспечивает выполнение функции выхода с третьим состоянием. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû 3 Âûõîä Z E I Î 1 Õ Õ Z 0 0 Õ Z 0 1 0 0 0 1 1 1 Задержка распространения сигнала от входа драйвера I до выхода О составляет не более 11 нс, переход в высокоимпедансное состояние выхода О при подаче высо кого уровня на вход драйвера Z или низкого уровня на вход управления Е – не более 15 нс. 3-47 ODPND1 Выход цифровой с доопределением до низкого уровня Функциональная ячейка ODPND1 при подключении драйвера пери ферийной ячейки выполняют функцию выхода с доопределением внешнего вывода до низкого уровня. Ячейка ODPND1 имеет входы GP управления затворами pтранзистора P и nтранзистора N перифе ER O рийной ячейки, вход управления затвором nтранзистора доопреде GN ления до низкого уровня ER, выходные сигналы с затворов pтранзи N стора GP и nтранзистора GN, выход О соответствует внешнему вы ODPND1 воду БИС. Вход разрешения ER позволяет управлять подключением резистора доопределения. Высокий уровень сигнала разрешения со ответствует нормальному режиму работы периферийной ячейки, низкий уровень отключает резистор доопределения, что позволяет выполнить измерение токов утечки входа микросхемы в соответствии с таблицами 1 и 3, приведенными в раз деле 1. Значение резистора доопределения находится в диапазоне 4,8–11 кОм. D ∆ P Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональную ячейку ODPND1 рекомендуется применять совместно с драйве ром DRVED, который обеспечивает выполнение ячейкой функции выхода с дооп ределением до низкого уровня с бесконфликтным формированием сигналов уп равления затворами pтранзистора и nтранзистора, исключающим их одновремен ное открытие. Рекомендуемое подключение ячейки приведено на рисунке. Задержка распространения сигнала от входа драйвера I до выхода периферий ной ячейки О составляет не более 11 нс; переход в высокоимпедансное состояние выхода периферийной ячейки О при подаче высокого уровня на вход драйвера Z – не более 15 нс; доопределение до низкого уровня выходного контакта перифе рийной ячейки при низком уровне на входе управления Е из состояния высокого уровня при нагрузке 5 пФ для ячейки ODPND1 – не более 90 нс. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä Z E I 1 Õ Õ Î Z 0 0 Õ äîîïðåäåëåíèå äî «0» 0 1 0 0 0 1 1 1 3 3-48 OPAMR1 Операционный усилитель с внешним источником тока D Функциональная ячейка OPAMR1 является операционным усилите лем с внешним токозадающим источником и обеспечивает усиление ISM Q разности напряжений, подаваемых на входы INP и INN. Усиленный сигнал формируется на выводе Q. При подаче на вход блокировки BL1 INP высокого логического уровня усилитель блокируется, при этом вы INN ход Q принимает состояние низкого уровеня и ток потребления уси OPAMR1 лителя становится не более 1 мкА. При низком логическом уровне на входе блокировки BL1 осуществляется усиление напряжения вход ного сигнала c входов INN и INP. На вывод ISM подается ток смещения усилите ля. В качестве токозадающего источника может быть использован внешний рези стор, включенный между выводом ISM и питающим выводом микросхемы. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки OPAMR1 принято, что сигнал на входе INP является «вложенным» в уровни сигнала INN. U BL1 INN ∆В ∆A INP Q BL1 = 0 ∆А < ∆ В ISM = 1 Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû 3 Âûõîä BL1 ISM INP INN 1 X Õ Õ Q 0 0 0 X X X 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 3-49 Основные расчетные характеристики усилителя OPAMR1 приведены в табли це (при токозадающем резисторе 1 МОм). Äèàïàçîí âõîäíûõ ñèãíàëîâ,  1,2  … Åïèò – 1,2  Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ,  5,5 4,5 Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ñ ðàçîìêíóòîé ÎÑ, äÁ 95 95 Çàïàñ ïî ôàçå, ãðàä 60 60 ×àñòîòà åäèíè÷íîãî óñèëåíèÿ, ÌÃö 1 1 < 100 < 100 Íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ íóëÿ, ìê Âðåìÿ ðåàêöèè íà ñòóïåí÷àòûé ñèãíàë 50 ìÂ, ìêñ Ìàêñèìàëüíûé âûõîäíîé òîê, ìêÀ 10 10 100* 100* Примечание. * – величина максимального выходного тока зависит от топологической реа лизации разводки цепей подключения ячейки OPAMR1 в микросхеме. Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки составляет – 2. – не менее 20 кОм. – 41 ячейка поля БМК. Зависимость тока потребления от токозадающего резистора Ток потребления усилителя, мкА 130 UПИТ = 5 В 100 T = –60 °С T = 27 °С T = 85 °С 50 0 0,1 0,5 1,0 1,5 Номинал токозадающего резистора, МОм 2,0 3 3-50 АЧХ и ФЧХ элемента OPAMR1 при разомкнутой обратной связи 120 0° град дБ 50° 80 АЧХ ФЧХ 100° 40 150° 0 180° 10 Гц 100 Гц 10 кГц 1,0 МГц 100 МГц Частота Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения ячейки OPAMR1 приведена на рисунке. На входах INP, INN должны приме няться входные аналоговые ячейки IAM, на входе ISM – ячейка IA. На вход BL1 необходимо подать циф ровой управляющий сигнал. На выходе Q должна применяться вы ходная аналоговая ячейка OA. 2. Внешний токозадающий резистор R влияет на ток потребления и быст родействие компаратора. 3. Ячейку OPAMR1 размещать на поле БМК около контакта «Общий». В том же столбце избегать размещения других ячеек, особенно триггеров. Кон такты входных сигналов INN и INP располагать рядом с ячейкой, соеди нять в слое металла без пересечений с другими трассами. 3 3-51 OPAMT1 Операционный усилитель с внутренним формирователем тока D Функциональная ячейка OPAMT1 является операционным усилите лем и обеспечивает усиление разности напряжений, подаваемых на INP Q входы INP и INN, усиленный сигнал формируется на выводе Q. При подаче на вход блокировки BL1 высокого логического уровня усили INN тель блокируется, при этом выход Q принимает состояние низкого OPAMT1 уровня. При низком логическом уровне на входе блокировки BL1 осу ществляется усиление напряжения или мощности входного сигнала c входов INN и INP. В логической (цифровой) модели и при контроле на измерительном оборудо вании ячейки OPAMТ1 принято, что сигнал на входе INP является «вложенным» в уровни сигнала INN. U BL1 INN ∆В ∆A INP Q BL1 = 0 ∆А < ∆ В Разность напряжений, подаваемых на входы INP и INN на измерительном обо рудовании (∆В – ∆А), составляет ±50 мВ. Òàáëèöà èñòèííîñòè ëîãè÷åñêîé ìîäåëè Âõîäû Âûõîä BL1 INP INN 1 Õ Õ Q 0 0 X X X 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 3 3-52 Основные расчетные характеристики усилителя OPAMT1 приведены в таблице. Äèàïàçîí âõîäíûõ ñèãíàëîâ,  0  … Åïèò – 1,2  Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ,  5,5 4,5 Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ñ ðàçîìêíóòîé ÎÑ, äÁ 78 80 Òîê ïîòðåáëåíèÿ, ìÀ 1,3 0,75 Çàïàñ ïî ôàçå, ãðàä 70 70 ×àñòîòà åäèíè÷íîãî óñèëåíèÿ, ÌÃö 5 4 Âðåìÿ ðåàêöèè íà ñòóïåí÷àòûé ñèãíàë 50 ìÂ, íñ 250 300 Ìàêñèìàëüíûé âûõîäíîé òîê, ìÀ 0,5 0,5 Íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ íóëÿ, ìê Коэффициент объединения по входу BL1 Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу Q Размер ячейки – 2. – не менее 100 кОм. – 43 ячейки поля БМК. АЧХ и ФЧХ ячейки OPAMT1 при разомкнутой обратной связи 120 0° град дБ 50° 80 ФЧХ АЧХ 100° 40 150° 0 180° 10 Гц 100 Гц 10 кГц 1,0 МГц Частота 100 МГц Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ 1. Схема подключения ячейки OPAMT1 при Блокировка D3 BL1 ведена на рисунке. На входах INP, INN дол D4 D1 I O INP Q жны применяться входные аналоговые I O OA ячейки IAM. На вход BL1 необходимо по INN IAM дать цифровой управляющий сигнал. На OPAMT1 D2 выходе Q должна применяться выходная I O аналоговая ячейка OA. IAM 2. Ячейку OPAMТ1 размещать на поле БМК около контакта «Общий». В том же столбце избегать размещения других ячеек, особенно триггеров. Контакты входных сигналов INN и INP распо лагать рядом с ячейкой, соединять в слое металла без пересечений с други ми трассами. U U U U 3 3-53 PINGND Вывод подключения к шине «Земля» G D Функциональная ячейка PINGND обеспечивает подключение дополни тельного вывода микросхемы к шине «Земля». Выход G соответствует внешнему выводу БИС. GND PINGND Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка PINGND применяется для подключения произвольного вывода микросхемы к шине «Земля». PINUCC U D Ucc PINUCC Вывод подключения к шине «Питание» Функциональная ячейка PINUCC обеспечивает подключение дополни тельного вывода микросхемы к шине «Питание». Выход U соответствует внешнему выводу БИС. Ðåêîìåíäàöèè ïî ïðèìåíåíèþ Функциональная ячейка PINUCC применяется для подключения произвольного вывода микросхемы к шине «Питание». SWE D _ _O \ I C SWE Аналоговый ключ с разрешением высоким уровнем Функциональная ячейка SWE предназначена для коммутации внут ри матрицы БМК аналогового или цифрового сигнала. Вход управ ления C обеспечивает управление режимом работы ключа. Высокий логический уровень сигнала C соответствует режиму передачи сигна ла, низкий – режиму формирования третьего состояния. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä C I Î 0 Õ Z 1 I I Коэффициент объединения по входу I Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки составляет Проходное сопротивление проходного ключа – 2. – не более 2. – 3 ячейки поля БМК. – 0,6÷1 кОм. 3 3-54 SWT Аналоговый ключ с разрешением низким уровнем D _ _O \ I C SWT Функциональная ячейка SWT предназначена для коммутации внут ри матрицы БМК аналогового или цифрового сигнала. Вход управ ления C обеспечивает управление режимом работы ключа. Низкий логический уровень сигнала C соответствует режиму передачи сигна ла, высокий – режиму формирования третьего состояния. Òàáëèöà èñòèííîñòè Âõîäû Âûõîä C I Î 1 Õ Z 0 I I Коэффициент объединения по входу I Рекомендуемая нагрузочная способность по выходу О Размер ячейки составляет Проходное сопротивление проходного ключа 3 – 2. – не более 2. – 3 ячейки поля БМК. – 0,6÷1 кОм.