De exernpln, pentru familia de circuite logice inttlrritc TTL iTr'"nzistor-Tranzistor-Logic) [21] eristi. urmirtoarele r-aloii: \-,.,.: +:i \-, A[; :: 5 \' - 2,4 Y: 2,61-; JI-. :0,41- - 0,0 \-: L),'1tr-. "'i: rDqtrt ,-.1

semnaleie clc ten-siune sint la,licie (date va1ic1':i cin,i a',1 yali'tri :.it"-rate

nurnai in intelvalele peimise l{'H, -\I-2.

loatc- r'elatiiie pt' mllllirnea Biiltde?i.una clouir rela!ii tdilatre) unaJare- schimbirile : opc-ratc,rul produs

au un caractcr ,/aal, aciicir eristidedncindu-se clin cealaitir dacl se

a operatorul suml gi ,, 1" +,,0".

a It;1,-

,---/*,ii-- 22 f-L---{ +--)

,'2 .-,--,t'" 4' "

r':l bl c)

Ft,g. 1,.'). lia'lr,lc' rj.e ;:11e.vir ;i -sii:rl-roluri dc reprezetrtare petttlu:a * r'lliatornl ;regairti L - operatorul srirni logicS,; c - opera-

tnr':'I 1,r Jrir logic

Se 1x':rtc airge i:r mrij{irnea,B o.ctructuriL de;ase axiome (rluale; yi cin,^i1efrenlc sistematizatc' il tal-,elul 1.1.

Tabclul 1.1

Axiometre si teoremele algebrei logice

I ponM,c PRoDUs I FORMA SU},I,C^

xeB. x'ye xeB, 1'eB+xiYeB

2 -A.riana 2. Asociati-ritatea x(:' . ,) : (" .y) , rz):i^-

3 Axioma -1. Llomutativitatea x+Y:Y+x

r>r#

A,..--.--.-o-T,_?

A r-\.ol)a

Ftg. 1.1. Con'en!ii rlca - teusiuni no;riii ie

logici. poziti:ii fi tr!:rliTar r ii)i:'rrriiidii lLt

lafi rlc nas[; b - tensi,.rr',i ;i'qa'ri,] r I.1"f :]

de :las5..

;\lgebr-;i booleeanl (cle ia numeli' rtla'trlttaiici:irr.1Lr-ii ct1{1r'z Lrdot'gi'Roole), sau iogici" (brnari) opereazi pc c niul{inle'l,riila,rii. F rl cirrt:ielement gL'Ilr'ri{l poate iua doar clouir vatrori iL si (,'rj

B:{:r r:0,1}

0 1'. eleuentul nui

1 4 elcmentul unitate funir-erlait"

Pe aceastl rnullime t,iiiari" -B se definesc ti'el legi cie rromlrczii.ic (cpt-ratori) ; complementarea, disjunc{ia si conjrinclia. Cowhien:e.';i,taraa logic;isau negatia (.4 se ciiegtc'nc,u 1, not / s?11 ,4 liefi;rt) ,.':,.t,-'d.c{illiti printa.bclul de adevir.r dili figSra 1.2,o \ct-t sirnbolul. qr:iflc cot'c--spunzltor).ariici mirimea de iesir-e rste totdeauna 1'aloarea nt'gali a mirimii deintrare. Fizic, acest operatcrr de ne5ia.{ir poate fi leaiizat de cltre unreleu, cu rin contact ni)l'rnai inciris (le reprezintl sin:bqlic '-icar contactuiiiorrnal inciiis), sau de aitre un tr:anzistor iu legim dg comutafie (intr-unetaj de ampiificator cll saturalie in conexiunea emitor cornun)" 'labeiele

de adev5.r, sirnbohirile grafict', cit si implementarea prin contacte pentrud.,isjtrttclia lcgicd. (suma logici, SAU, OR) ;i conjuroclia !,oqicd (produ:llogic, SI, AND) sint rcprezentate in ligurile ?.1, h si 2.1 , e "

12

l:eR+eB

4 Axiorna 'tr. Elementul neutru x.l:1.x:x x-r0:0*x:x-€.f-:T-v --\-\_;

+y) (xfz)5 .Axioma -5. Distritruti'zitatea s{Y - z)-x.y+

-x'z6 -{xiorlra f'. ExistcuTa con.rpl€-

mentul,.li s'i:0 x-l i:17 '-],'eorenra l. ldempotcnta sau

:autologiaI l-eoren.ia 2. x.U:0 x'* 1-- I

9 Te<,ireina i. Dubla negalie sauinvolufia = =x:x

ri\ * y),: x

tr1Tec,lr.lna 5. Tccrenta lurI)e L{crF'all

T

XTX'\'

1?

Oricare din ceLe cinci teoreme se p_ot deduce printr-o dernonstrafieanaliticir utilizind axiomele. x{ai comodi, pentru ilemonstrarea corecli-tr-rdinii r-eiatiilor de{inite pe multimea B, este metoda tabelelor <ie,adevd"r,.::r^cmp lifrcal ii, pe ntlu te ore niele lui De Morgan gi absorbliei, in tabelul 1.2.

1.:i. Forfi logice: a - Doarta NAND; b - poarter IiOft; c - pr_,art:LEXCLUSIV; d - poarta SALf EXCLUSIV fo{ositd ce- oplralor rie ncgafit

:rura billari. nehiincl in sr'ami. transferul de la rangul antc'riot' si trans-{eru} la rangu} urmirtor (sumi modulo cloi). L}in tatrelul de acievar aloperatorului 11 apare o proprietate iutcresanti: rririmea cle ie;ir.' estetotdeauna variabila cle intrare negatS. daci cealaltl variabiiii este fixatila valoarea I (pentru rrn cuvint de intrare A3 ^42 .41 A0 cu B : 1 se

r,]'rtine ia iesirc ruvirrtrrl negat .J3 -tZ .l f i-q figura 1.3,,i).trn sprijinul afimralie'i anterioare, cL un sistem complet de opera-

tori poate exprirna oricare relalie logicl in iabelul 1.3, ca exemplificare,=ir-rt cxplicita{i sr implementati opelatorii \OT, AND, OR, }l-A\D,NOR prin intennediul por{ilor \A}JD si \OR.

Tabtlul 1,.3

Frin notiunea de cwui,nl (folositi mai sus) se inlelege o succesiunede bi1i, de exemplu b,,t...br...bLbo, bue B; lungimea cuvintului fiindegali cu nurnirul n de bili. Pentru cuvintele cu lungimea de 4 bifi (deexemplu: I 0l 1, 1010) existi denumirea de tetrad5" sau nibble, iar pentrucuvintele cu lungimea.de opt bili (de exemplu: 10101011, 11100011)existi denunirea consacrati de byte (se cite;te bait) sau octet. Bitul&"._r, cel mai semnificativ, al cuvintului se expriml" uz;.tal abreviat prin5{SB (Most Significant Bit), iar bitul 06, cel mai pufin semnificativ, seexprim6 abreviat prin LSB (Last Significant Bit).

In cadrul circiritelor electronice analogice informalia este reprezen-tat6 la nivel de semnal electric. Pentru circuitele implementate cu porfilogice (electronicd cablatd) informatia este leprezentatil ;i procesat[ laniv'el de bit. Saltul calitativ este realizat cind electronica catilata se.inlocuiegte cu electronicd prograntafti (denumiti ;i electronici funcfio-nali, [5]) adici prin structuri formate dintr-un (micro)pro.gesor si o memo-lie (de'programe) cind prccesarea ;i reprezentarea infonnaliei se facela nitel de curint.

rrerechilt', de opcrator"i \,o1';i AND sau Nroi'si oR formeazi. fie-ca-r e cite un sistem courplct, aclici- cricare reia{ic lc.gici'L pe multimea Bpoate li exprimati nurnai c_u operatorii unei pc-rechi.'ciriuitui fizic (::ubform5. integrati), care implgme'teazi- rrn op^e'a,tor logic, poartb- denu-mirea generalS" de_ poartS" (logicn). sistemeie compieti au {ost fiecare::*::t"._rflegrat_doar sub forrna .nei singure porti obfi'indu-se porfileN,\\? (NOT-AND| :qI-liPc.+'l): \:oR luor--on, SAU-\EGAT; '.,,tatrelele de ade',-lr si simboluriie din figurile 1.3, a;i 1.3, &. O altir poartnlggr:i_9:s__utilizati este c_ea gare iriplernenteazd" relatia logic:i SAUtrXCLUSIV, figura 1.3, c. SAU EXCLUSIV a doi biti AVB iealizi,,azi

I abelul 1.2

tltilizarea tabelelcr de adevir pentru Ccma;nstralii

tt

o)

5rmboi

:riltr=iD*D*n ; =ilfs

NOR

alglI:Eolo | 1

0ltl 0

tl?l:

NAN O

A I B IA.Blao l0l101111

tl:l;

5Ai txclu5rv ..-'elr i.eerzi ,---{..;T, ['T'-1N9,'o -lhr',01, ir i "--aU ,?-:--1L-/,'lolrl simool

'l' l:lc) dl

r;i€

:.luperclc r.\\ icj t'c C€lct

-'u

AI'I D

A.BOR

A- B

NAND:..,.'-

NOR

A' I

tr D=:D*AB=iG

)=*

n.a =ilE

}>-.."

il0 R

tr D=D*a.s=4.-B

D=D*A+ B= A+B

:po-= eF+

ArB=ArB

:>E

L'1

s.,\ r

In electronica programatS. culintul esre necesar sJ" fic si transmisintre.circuitele de_procesare sau intre sisteme, ceea ce se poate realiza,sub formi paraleli sru serie.

La transrnisia.paraleli cei r, bifi ai cuvintului sint transmisi simuXtaqpe. n conductoare (linii) care_ formeazta o.magistral,i {sau }us). I'Iagistral:leste o cale pentrn transferul semnalelor electrice. l-igura 1.4 rep*rezintir.diaglamele in timp pentru transferul paralel ai urmitoalei -secr-tnte ii,.cu.vinte cu lungimea de 1 br-te: 11110001, 00011110, 11000[01 ; pe ii-niile. magistralefpotenlialele ror {i, respectir la i;nprri:rn'irc cic ro.i 1'.*^-.clo.k), egale cu ralorilc logice aie biriior accsror cu','int... iirrr.' circuirelcco,rnponente ale unui microprocesor sau intre acesta si bloctirile rie mel:o-rie transferul se realizeaz[ aproape in exclusi.,-itate sutr lormipara.l.:ii.r.Existi prescriplii (si compontntele) pentru implernentarea transferuluiparaiel intre/in sisterne cu microprocesoiire. uiele dirrt:'. accltea:;,rrtcriprinse in standardul IEEE-488 {sau HP-IB, Heu'lett Fackard-Inter-face Bus) ;i in standardul IEEE-5S3 CAIIAC f25].

Transrnisia seriali, .este, in -qeneral, mai linia decit cea parai.:l!",dar necesiti unutr sau doui fire; se foiose;te pentru transferdl djniresisteme cu qrjcloprqcesoare (calculatoare) s.qu dintre acestea si perife-rice. tr'oarte rispindit este stalclardut \-24&RSz:zc (\'24 poatc'{i'prir.irca versiunea europeanS. a standardului elaborat de Conusia Consulfatir.aInternalionall pentru Telefonie ;i relegrafie, ccITT, iar RS232c r-er.-siunea americanS. a standardului eladorat de Asociatia trndustrie rElectronice, PIA). conform acestor prescriplii o tensiune pe iinie de

-3\r... -12\r corespunde bitului l, iar o-tensiune de -;-3^\-... ._12\rbituiui zero; sint recomandate pentru transmisii pini. la 100 m cu pre,caufia (impotrita buclei-de pirnint si_a supratensiiunilor) de izoxare prinporti optocuploare la ambele capete 121. Eristi si plescrip'tii cle tragsrnisi,:

:,'r'ial:1- in bucli de curent, pentru bitul 1 corespunde curentul de 20 rnA'rru 60 rnA, iar pentru bitul zero, 0 mA; de fapt, aceste prescriplii sirrt, r'le rnai vechi, utilizate prima dati in telefonie si acoperii o distan!5.rrrai mare decit prin RS232C. Serialse poate transmite sincron sau asin-r'r'on. In rnod,u,l ctslllct/ott un cur.int poate ii transmis in orice moment detitnp, fir:i controlul informafiei de timp, dar fiecare cuvint transm-isr'onsr.rnid aceeali durati"r de tinip.

Irr transmisia seriali impiementatYa in rnotlttl asincron atit la emi-!iitor, cit;i la receptor existS. cite un generator (Baud) ale ci"ror frec-'n'en{e trebuie s5" fie egale; frecventele Baud standard sint: 19200,g60ir, 4800, 24A0, n00,600, 300, 150, 110, 75;i 50 bili pe secund5",.bps.In repaus linia este in stalea I , transmisia fieci-rui cuvint incepe ct bitultic start care este ,,0" logic, figura 1.5 i3]. La receplie se dctecteaz'5, iainct'put de cuvint tranzilia 1-+0 a bitului de sta-rt;i apoi se testeazldupi o durati" de 7- lZ (adicir 1a mijlocul periordei) dac5" se plstreazS.niveiul logic ,,0", pentru a se inl5"tura eventualitatea unei tranzitiidatoritS" zgomotului. Cind impulsul de start este corect se testeazi incontinuare valorile celorlalti bili ai cuvintului (tot pe mijlocul inter-vatrului ?/2) incepind cu LSB pini la al optulea,I{SB. fransmisia cnvin-tului se incheie cu ullu sau doi bili ,,1t', de stof , in total 10 sau 11 bifi(8/10 sau 8/11) dupn care linia rlmine in repaus (,,1") sau se transmiteun nou cuvint, deci se incepe cu bitul de start. De exemplu, un teletypecare transmite 10 cuvinte pe secunde fiecare fiind format din 1 1 bitiare o frecven!5. Baud de lucru de 110 (bps). \'iteza de transmisie a infor-mafiei qe o linie de comunicalie se mlsoarl- !n bili pe secundd. sau ratain bi{i. In schimb, viteza semnalului pe linie se misoarS. inbau,tl (bauzi).Numai cind informatia se transmite codificati binar existS" identitateintre numS.rul de bili ;i numirul de bauzi [39]. Baud-ul este definit camisura inversl a lungimii (exprimate in secunde) a celui mai scurtelc.ment din codul semnalului; in cazul explicat mai sus mS"sura inversia duratei unui bit. La frecven{e ridicate de transmisie modul asincroneste ineficient deoarece doi sau trei bili transmi;i pentru fiecare cuvintrru sint purtetori de informalie.

Iu modul de transmisie sincron cuvintele sint transmise intr-osucce,siune continul, sub formi de bloc de date, fir5. bili de start gi

tb:I

ililti!

vse lbz

I t--,, rI rI l_lbn " I ' I -

oL----.,, T1 I ri i.lbs i '

I

ol---*--f-,-l i t ',lo. "-+---r- |cl .,_l__,___Ll_.1____;!_.lb: | . i

ol ,, --I-l

t -t

, t=',o t-f'

illlfififi

---_.l ra*us

J'

II

I

,iu. bori ,-S B

i

11tli1ima;:lsurile Ce lct. ner rlrr ul i ic cri ) dlttC

Fig" 1."1

1b

Diagrama de timp p.elttru tr.ansnlisiiparaleli a cuzintelor,

ti |: i,: i

Fig. 1.5" Transnrisia ser-ia1ii

t: .;

asincrorri (8 '101

fi

stop. Pc'ntru a exista corespondenta in timp isincroirizart) Ia cur,isie si-xa receplie se transmite cite un bit de sincronizare pcrltru fie'care t,[ocde date, ceea ce duce la o eficien(a mlritd" in rapori. cu rnodrrl asincron.Pentru transrnisia seriaiS. ia distanfe mari pe linia telefonicl semna]uld_igital este convertit intr-o fi-ecven{l, deci este necesar Ia emil;ltorun bloc modulator, iar la recepfie un demodulator; combinalia modula-tor-demodulat'or fiind denumitir ntpdcnt.. Llna din cele'nrai uzuaie rnetoricde Conversie, d'enumitl FSK,'transfolnrI bitii in doui fr.ecven{e (tonru-i)corespunzS.toare lui,,1";i,,0". Prin aceastS. cheie de depiasare'a frec-r-enlei FSK'(Frequenc\r Shift Keving) se comutl" {recvenia transmisipe linie de la 2'7'75 Hz, 2025 Hz, iA'70 Hz, ca':c corespund iui ,, I ", re sl€c-tiv la 2975 H2,2225 Hz, lTA Hz, care corespuncl lrii ,,0".

Transmisiilc seriale sincrone pentru legLturi de forma microprocesor-microprocesor, microprocesor-terrninal, terminal-terimnal, saLi'comu-nicalie prin satelit sint utilizate in cadrul lelelelor de calculatoar-e.Amintirn citeva structuri de relele: SNA (firrna iBli), DECNET ifirrnaDEC), DNA (firma CDC), ETHER\ET (firma XEROX), X.25 (propusicle CCITT).,ln fiecare din aceste re{ele schimbul de infonnalie respectlo mullime de reguli (protocoi). Standardul define;te atit protocolulprivind schimbul de date, cit si cilcuitele fizice. Foar-te des sint utili-eate standardurile SDLC (S..'nchronous Data Line Control) din i'e!eauaSNA;i HDI-C (High Level Data I-ink Controi) din \.25. De e\emplu,relelele locale de calculatoare la distanle de pinl la 2,5 km (in interic;rulunui laborator, intreprindere, institu!ie) pot fi realizate prin cablucoaxial dupl prescripliile trTI{ERNET [30]; acestc prescripfii sintirnplementate in circuite specifice (dedicate) rezultind releIe cu rnaxi-lrum 1024 de stalii si o vitezS. de transfer pin[ la 10 Mbit/sec.

Recent, firma l{en'lett-Packard [31] a realizat un sistem, inc5,nestandardizat, bu,cld de ,interfalare (Interface Loop) pentru comunicatieseriall intre aparatura portabitS, de calcul si mi.surare. in acest sistemHP-IL, inaintea fieclrui cuvint de opt bili A? ... D6, cind este transmis,sint agezali inc5" trei bifi de cornand5" ;i sincronizare. Bifii cuvintului(bi!i de date) sint reprezentafi prin impulsuri bipolare de nivele 0V gi+1,5 \r. ,, l" este reprezentat pe durata a trei intelr-ale egalc: un impulspozitiv (-l-t,: V), unul ncgatir', urmate de unul de nir-el 0 \', iar,,0"are succesiunea de impulsuri negate: impuis negatir', impuis pozitii',valoare zero. Bifii de control si sincronizare de la inceputul cuvintuluiau o alt5. succesiune pe durata a cinci intervale egale: ,,1" S are succe-

-siunea +1,5 V, -1,5 \r, +1,5 \r, -1,5 V,0 \', iar,,0" S are snccesi-unea negat5. -i,5 \r, +1,5 Y, -1,5 \r, +1,5 V,0 \'. in acest sistern sepot obline viteze de transmisie de pin5" la 20 000 cuvintels, clar litc'zr,'leuzuale sint de pini ia 5 000 Cuvinte pe secundir.

Transferr.rl serial este preferat uneori celui paralel, chiar in iirterinrulstructrr.rii unor circuite integrate, cunr este cazul circuitelcr denurniteabrt'r.iat FC (Inter-Xntegrated Circuit), dar acestea fiind, er-ident, afec-tate c.le avantajele ;i dezavantajele transmisiei scrie.

1.2. Farametrii porg!lor logice. Magistnale

Forfile logice integrate pot.e-rista intr-un circuit integrat - ci'P - -(chip-a;chie in L englezi) {ie ca elemente de-slne-st[t5.toare (deci pre-zint5. intr'5ri ;i fersiri proprii), fie ca ni;te componentr intr-o strucfurlCe circuit logic mai compiex. Cornpleritatea circuitelor integrate, infunctie de numi.rul de tranzistoare (sau cle numS.ruI de porli, figura 2.18)cr,rprinse pe pastila de siliciu,.intr-o clasificare destul de arbitrarS., arei.rlmi"toarea scar5" [1i.1 :

- circuite integrate pe scari micir, SSI (Smail Scale Integration)conlin pirrl ia 100 tranzistoare/cip;

- circuite integrate pe scali meilie, hflSI (Medium Scale trntegration)con{in piniL ia 1 000 tranzistoarelcip;

- circuite integrate pe scarl male, LSI (Large Scale Integration)con{in pin5" la 50 000 tranzistoare/cip;

- circuite integrate pe scar5. foarte mare. VLSI (Ver}r L31g" 5."1*Integration) con{in peste 50 000 tranzistoare/cip.

Circuitele LSi ;i in special VLSI sint realizate in tehnologie X{OSsau in tehnolcgie lzl(Integrated Injection Logic).

Parametrii de catalog ai por{ilor' logice sint: nivelurile semnalelorii;gice de intrare I-,r, V,u;i de ie;iie I'r,r,, i'oo, inlunitatea la pertur-balii, factorui de incS"rcarela intrare (fan-in) si la ier;ire (fari-out), tirnpulcic propagare lr,, consumul de puterc Po.

Elidc'nt ci interconectarea circriitelor logice intr-un sistem presu-prlne conpatibilitatea nir.eiurilor logice de tensiune la intlare ;i la iesire.In cazril cind sc. conecteazl- familii de circuite ce au niveluri logiccdifcrite este necesari, dupl caz, o deplasirrc de nivel.

Intnnitatea la fertotrbal,f't. ar explimar valoarea nraximi. ar semnaluluipertulbator ce se poate suprapune semnalului cle comandl de ia intrare,ast{el incit la iegire si, se pistrc'ze totusi nivelul de tensiune corect.Nivelul ,,1", pentru familia de circuite integrate 'I'TL, prezintl"o imu-nitate la perturbalii niai bunl decit nir.elul ,,0". Pentru a exploat:r" aceastS.proprietate, serunalele de comandS. sint con-siderate activate (realizea-zir comanda) in starea logicl ,,0" ;i rit';ractivate in starea ,, 1", f igura 1.6, c-Aceasti air,'gere c1e a.ctivare in stare a iogici" ,,0" a scrnnzrlelor de comanrii,inti-r"rn sistern cu nricroprocesor (pentr-u a rniLr-i iurunitatea la perturbalii)decurge din iaptrrl ciL interr"alele c1e activare sint muit mai scui-te decitintervalele de dezactir-are. Un-sg,mnal 4ctiv in starea ,,0" se simboli-zt2a2;! pr,iirir-o r-ariabil.1 negati {V,u,,,,,aa); tlneori cste nenegat, dai la

1B 19

l^lll.t:t j: aplica't' a semnalului se simbolizeazd. cercuie{ul cie nega{ielqau srnt. repreze'tate atit prin

'ariabili. negati, cit ;i'prin cerluiefde negafie, figura 1.6, c.)

, , Tinpul de,l>rot'.ag-ar.e to re{lecti" intirzierea introdusi cle o poar.ti;nt1e .morpentul apiic[rii semnalului la intrare ;i aparigia semrlaluluiia 1eilre..l'trgura 1.6, a este specificat mod,l curn s-e define;te timpulde intirziere la comutar-ea de li nivel ,,0,' la nir,el ,,1,,, tr;';,'...p..ii'r:mpul de intirziere la comutarea de la ni'el ,, 1,' la nirlel ,,0;l','l*,". Tl.'pirl'de propagare l, se define;te ca media aritmetici intre'tur" r#ir.n. E,.i_dent, c5" o poartS" togici, nu poate rucr-a Ia o frecr.entii"frai mare ciecitfrecvenla determinat-i. de tilrpul de propagare fltoj'. "

Pentru o- poarti logicir, diirtr-o tariritie al circuite'i'tegrate, foctorul,d.e tu,cdrcaye lor i,esiye , t.Jatt-oti)- exprirni numlnrl de port! logiie stan_<iard,(sarcini) care^pot fi comandate'cle aieastl poarti. E'ice't, ci pentrupoarta standartr fac{onil de tncrircart la trltrtTie (fan-in ) este o iarci'i:1,1it:_(sta'dard)._ Din punc-t de, r,edere eleciric comanda posibill-rt'ritzatd de o poart[ sc r-educe ].a r-aloarea maxirliL a. clrentnlui absorbjttrt siarca,,0" sau renerat.in starcl ,,1'. Dc cremPIu. itr li;u:a I.6, &

l'tti I.pl':.":utat.ffaju.l dc ic-ir-.' lrorenr-pol..; al poriilor. Tl'l_: iri srarea1o8'.,r ,1,

| " la re$lrc .( | u,t : .,,1_") trallzi:.lorul l, csic LIor.l t , iar. tianzis_

torul 14 in concue tie generirrd ull culelrt -rr' cAre c.to aL.,rolhit de ch"tretoate intririlc porIilol coscctato (la i"sirc)] lrr star.c,i logit.i .,0, la icsir-c{1. ot. -.,,9") trauzistorul la cstc L.'locrt, iar trauzisro''uf r, irl r-onducti-absorbind un curent f,u,, cat-e este gene'at de cltre toate iniiaril" p;rtil";concctate (la ie;irt'). La oricare borln (atit de 1a intr-a_re, cit ;i cle ti ieiire;scmnul culerrtulLri sn conside'ii plus daciL curent ul intra prin borni,leiJrcctiv minus daci iese prirr borni. p'i' impirti'ea curcntului 1o,tra curentul absorbit la intia-rea unei porfi in s'tarea ,,1" se d.eterminln'm5r'ul maxirn de porti (fan-out) cbmandate in stirea,,1". La fel

rie. !.6, Definirea parametriror portilor'logice: a - timpul cre propagare, tn: b - cu-:'entril absorbit si gelerat ia ie;ire unei porfi 'XTL; c _ r€Ijrezcrlarca,i,.i siibojizarta)semnaielor. acri-re in starea L(I_ow)

\20

1,r irr imparlirea curentului -lo, la curentul gencrat de intraiea unei port:rrr starea logicl",,0" se determini numirrlrL rnaxim de porli (fan-out), ,rrnandate in starea ,,0". Dintre aceste dou5, valori se consider[ cioarvlloarea cea rnai mici, deci valoare acoperitoare atit pentru iesireairi stare:r ,, 1", cit si pentlr-r ie;irea in st:rrea ,,0".

Puteic'ii disipati pe poarti (.P,t: E,,.I") este necesarir- in scopr-ll:r,iegcrii surstlor de alinentar:e. Circui,;i-le l'LSI tiitd si fie reajizat.'('u :.tiirc'iuri c1e MoS-nri cr;nrpl.cmentar-e (CJIos ) cieoarece la strr,rctn-rile cLr canai -\- sau i) a-\---1fo5-, P-lIC.S') putc.rea tlisipatii pe cip dc.;-iueo balierh de iretrer:rit.

Itragisttala este o cale pentrLr tr-anslcrul seilnalcio; electrice (consti-tuil,li dirr l'l iinii in caz,-ri ti'ansiliterii paraleie a unui cuvint cu luirgimr:a-rle ;r lriti;. La ilr:,iilc i:.iagistr:i1ei se coneci,ca.t,i e,tiL eierneirie enii;iLioart.r:it si rr:ceptoarc. Pentru a- transmitc infornia-tic cor:ecti. pe rna.qistr.ri"-trste ne'li-sal'a siir i-e:tpectil uinlitcarea ieguiir - ia uri incmcnt da"t acirr_'sull;r ir.iagistra"li. i1 poatt'ai-ca doai un singur-errririiitor, numliul rccr:pioi--!.elt,f, tcofetic, 11"1'1i,,..t Iimit:it. Din punci r1c',,'r-dere cltctric icsiiiie rreimuliol' porii pot li icgati: 1a acc'c-a;i iiirie a tnagistralei nLlnrai ,-lac.,

i)oi!il.-r si:nt cr: colcctoiul in go1 (uentru portiic normale ,s-:!r scnrtcircuitasru.ra- 1rr,, prin ti"anzistor-ul -J'3 al trnei iesiri in starea L (Lolv) si tr-anzis-toaiele l'a ale ie;iriicr in starea I{ (F{igh) figura i.6, b).

. ]iu11 inai siniplu se pot conecta la ntaglstrale pct.fi c:li.e pi:ezirltirtJei st5"ri ia. ie;irc,_denunriie TStr. (Three-$tate-Loeii). De fapt, porfile'l-,cT prezintiL toi dou.jr stiri logice ,, 1" ;i ,,t1", ca 1n-fig-,ira ',-.6, b, rjat,in ptrris, existi si o slar': uie iudliti iltpetin:ii,'! , iIZ. Ftz:r<:, starea ilZ seobline t:'rin l,-locarea a.nlbelor- tranzirtoare de iegir-e Tr, l-,r. Cu tranzis-toarelt biociii-e nivt'i;rl uotenfialuir.ti de ie;ire i-o estc {ixai de iesirea une,ialte porfi, r:r ntL esie in starea tIT, dar ca:e este conectati. Ia aceeasilinie a i.:ragistral-'i. 'lr:rnzistr,aieic ric iesirc ]b;ocate, dupir cr-..m potenfialuliiuici rr-sp-.-cctiit. cstt. T-u - .1" sau i;: ,,0", absorb sau'gcncreaz;,cnrenii mrilt mai mici decit io", 1", diir star-ea normaii a uoitii. in plus,fa!5. tlc o poarti normal5, o- poaiie rsl, trei,'ie siL pciede o inirarep.entru coraanda s!ii11 U!; in figura l.i, a este r-eprezeirtat un ami_ili-ficator cu ie;irea TSL (Three-Sfate-Driver). Bc'rni peiiti'11 atttorizire.o.

l.uolj(c.' ',r7..st,",r"ii i|Z, in generai, esr.e ncra.ti iri'in siinculrl OE (Our.pi.tEnablel . a-riici iesire autori;:atii ivalidati), ceea ce indicri faptul'cii csteactivi iir starea i,. Aceeasi ro"iu)re'e t"'p,int" exorirna printi-un sernnaLde devalidai'e OD (Oui-put Dcsable), deoare,.- 0U: OI-f (pcntru OE,OD.: 1 ie;ire HZ;pentru Of, OO:0 funciionar-e de pcer:te nomrallconform tabelului din figula 1.7, a). Din punct de -,'eiu-re electric sepoate considera, intuitiv, c[ ie;irea porfii- este conr.ctatiL la iinia ciernagistrall printr-un contact comandat de OE.

.Foarte frecvent, unui circuit legat la o magistrali i se atribruiein sistern o functionare, atlt de emifltor, cit si de receptor; in acesi

Ui

U;H

u.iri z

,1

ciiz, letltura irebuie sI. perniitir atit inscrierea (iesirea) unui cur-iutpe rnagistrall. cit si citirea (intlaree) ri"nui cuvint de pe rnagistraXS-,ca in figura 1.1 , b. Printr-un seinnal de coma,ndl de autolizarc a citlriiRD (RcaD) culintul de pe magistralS" este introdus in circuitprin poriiie

-iI. ii,i' printr'-un scrunal de autcrizale a iesirii ia mag:istraliL CE, cuvir,tL;1

din cir-criit, prin intennediul drinerelor 'lSL, este inscris (lV}?.itr-:) pernagistralii. livident, c4 aceastir ccnecl;are bidirecfionall" la iuagistralS.s:i {'.rnclioneze co;:ect, cele cloui semnale de corn:rnd5" trebuie s5" fiereciproc exclusi\/e,-fnR ' nn : 0, ceea ce duce ia ttn singur semaal de

, onrairdi RD/\f R (:dici aciival'n citir',.' i't stateit ,, | " si actii ar c iii,'cri tein starea ,,0"). i'Icdificarea ,stirrii (in{orma,tiei) cl"e pe maeistlall,-infunc{ie de semnalele de comandi, s:e simbolizeazit" pi'in inclitci;atea celordoul iinii ce repiezint1 rnagistraia, c:i in figura I .7, c. Pentru c'a a,tuncicind nu existX actir.itate pe rnagistrali toate liniile s[ aibl acelagi poien-iial sint conectate prin i-ezistente de riclicare la ,,1" logic (9i mai rarprin rezistenle d,' coborire la ,,0" logic) .

:+r&fl\-4sx"

Mogistrold deI bili

r:)

Fig. 1.7. lJagisliale: a. - simbolul ;i tabeitrl de ade'zairdri.rer TSL; & - realizaiea-tralrsferului l>idirecfionalcircuit qi magistrali; c.- modi{icalea inlormafiei pe

in iufrrlie d: semnalul nO,it'n'

\ficroprocesoarelc (irP) actuale sint conectate in cadrul unui rlicro-',r lr'rll cu. ceielalte componente prin intermediui a trei rragistraLe:nrrrrl[5f13lo de adresare, magistrala de date ;i magistrala de control.

I,{oq|strala de adresare este necesari in microsistem pentru adlesarea,lrlt'r itelor elemente componente. Fiecare punct al microsistemutrui(,rsr, in care poate exista o inforrnalie necesari, trebuie, in primul rind,,r,lt'irsat cu un cuvint de adresare. Pentru o rnagistraiS. cu ntlinli, nurni.rul, rri intelor de acire-sare distincte este 2,,, (pentru rt, : 16,2t0 : 65.535).I'r'itr generarea de citre p.P pe rnagistralir a unr.ri cuvint de adresale este:-r'lectat un circuit s,-rrsi (care insirie inforinalia) sau u-n circuit clrri'ceplie {cirre cite;te informatia) . Pentru grP nragistrala c'le adresarer':te Irnidirec{ionali, adic.i. adresa poate fi irumai inscrisi de micropro-(.jor ile nagistral.iL nu ;i citit5". Iesirea pP la magistrali" este d'-: tipul'l'Str- deoarece, uneori, in sistem ar putea exista si alte circuite carg sirpoatii genera adresr.

[lggistrqlq de date este calea cle r.ehiculare a informaliei sub formaci:' cuvinte de rr biti. Aceasti magistralir este TSL bidirecfionali. deoa-nicLr in sistem pot'fi rnai mulli J-ilaiori (nu numai ;rP).

N[agislrala de rcntrol este necesari pentru a sincroniza operafiilcr(pc rnagistrala de date) intre pP gi circuitele exterioare adresate. Semna-leie ce se constituie in rnagistrala de control poarti numele operafieipe care.o coordoneazL cum ar fi; inscrie informalia din ;"rP in memorie(W'I?ITE IiEIIOR\-), citeste informatia din memorie (READtuIEMOR\'): citeste informalia dintr-un periferic (RE,4D IIO );inscrie informafia din y.P intr-un periferic (II'RITE IIO ) etc. Sernna-lele de control care pot ii in num:u pi"e il { - lz sint, in getrer"l,

";tir+in statea l. Transferurile corecte pe magistrala de date in sistem rezultiin unna coordonlrii in tirnp dintre seinnalele din magistrala de controlcu crrvintul dcpus pe ma-gistrala de adresare (orice adresare trebuie s5.fie insoliti de semnalul de control corespunzitor) . In magistrala decontrol, reprezentatS. in figura 1.8, h s-ari c_onsiderat ;i semnalele pecare le prirneste pP de la elementele din sistem. Gruparea in magistralade control a tuturor sernnalelor dinspre ;i inspre pP (in afara celor cledate, adresare, alimentare gi tact) nu este chiar exactX, dar 1a o primiabord are sistematizea 25, pr ezentare a.' Microprccesoarele standard de 8 bili (pentru cuvintul de date)au 8 trinii pentru rnagistrala de date, l6 iinii pentru magistrala de adre-sa-re, pin5la X2linii pe magistraia de control, plus pinl la 5linii pentrugeneratorul de tact ;i alirnentare, in total 40 de terminale (pini) pe cip"

Pentru o funclionare corecte a m.agistraielor trebuie calculati.inci"rcarea ie;iriior tuturor circuitelor emi{itoare. In intervalul de timpciud un circuit este emititor in sistem, trebuie s[ genereze in starea .[1sall si absoarhr5, un curent in starea I cel pufin egal cu suma tuturorcurenfilor necesari la intririle receptoarelor conectate in acel intervall,:" rnagistrall. Dac[ aceasti condilie nu este indeplinitd de citre emi-

de

peirtru unintre un

rnagistraid

Rezistent€de ridicqre

RD octivot

irile Criverelor in HZ.pmle citi cuvintuI:e poote citi cuvintul

de pe moqistrold

22o)