Designer的笔记本工作原理及内部结构简介

目前，许多数字设计工作只涉及将几个高度集成的块拼凑在一起。好像所有都是VLSI（和CPLD/FPGA）。很多，但不是一切。 “离散”逻辑集成电路仍有待发现。

让我们简要回顾一下历史逻辑基础知识。 SSI（小规模集成）指的是包含几个门或触发器的IC。 MSI（中等规模集成）用于计数器，比较器，解码器，编码器和其他更深奥的功能。 LSI（大sca ......你知道其余的）用于表示存储器，计算器芯片，键盘编码器和8位微处理器等设备。我不太确定VLSI（非常大......）何时开始流行 - 可能是16位处理器。

在离散的日子里，优化数字设计通常意味着找到 le chip juste ，有时候一些横向思维有助于重新利用IC设计师可能从未想象过的功能。有几个标准系列的逻辑部分：

7400系列最初是TTL（晶体管 - 晶体管逻辑;仍然广泛用于描述逻辑电平的首字母缩略词）。多年来，它产生了许多子系列，如74L，74S，74F和74LS。当CMOS过程变得足够快时，我们开始看到74HC，74AC等等。其中许多部件仍然可用，但不太常见的家庭中不太常见的部件已经消失。那些经历过这个时代的人仍然可以背诵大量零件：7400是四通道与非门，7404是十六进制反相器，7432是四通道，7493是四位计数器，7474是双重翻转 - 翻牌......好吧，我会停下来。

另一个常见的系列是金属门CMOS - 4000系列。这仍然是可用的，虽然速度很慢，但它有时可以在非常宽的电源范围（3-18V）下工作。也有一些交叉受精。人们可以在7400服装（引脚排列）中找到74C00：4000技术，或者用更快的74HC硅栅技术实现74HC4060：4000功能。

当然，可编程逻辑（PLAs和PALs）的引入）开始了设计革命。这部故事在获奖作品新机器的灵魂中得到了有趣的讲述。但这是另一个故事。

标准离散逻辑在哪里仍在使用？我猜想最常见的部分是8/16/32位缓冲器，收发器和寄存器，以及各种形式的“微小”逻辑 - 芯片植根于7400过去但只包含一个或两个门或触发器，采用小型六针或八针封装。这些部件可以最大限度地减小尺寸，让您可以准确地将逻辑放置在您需要的位置。

为了说明离散逻辑的一些用法，让我描述过去设计的一些例子。

第一部分属于“横向思维”范畴。我正在更新一个小型数据通信协议转换器。系统地址总线为20位宽，但其中一个新的外围芯片有一个四通道DMA控制器，只能驱动16位。问题在我的头脑中渗透了一段时间，然后答案出现在我面前。 A 74670.该芯片是一个四字四位双端口寄存器文件。很MSI。我将它连接起来，以便处理器可以作为DMA配置的一部分写入寄存器。当DMA控制器有总线时，输出驱动地址的前四位。控制器有两个输出，指示正在使用的通道，用于寻址寄存器文件。谈谈完美契合。

74670寄存器文件框图

74670是否仍然存在？ Digikey和Jameco都这么认为。

4000系列CMOS使用的一个很好的例子来自音频处理器设计，大约1。这里，在一个全模拟的盒子中，CMOS芯片的低功率和低速度是一个优势。部件的主要用途是用于音量控制。我需要控制四个信号，我认为使用“LogDAC”比昂贵，不准确和定制的四节锅更好。实际的音量控制是增量编码器，触发器和几个门将这些脉冲转换为时钟和上/下信号以驱动一个8位计数器。更多的门和一些RC网络产生了写入DAC所需的寻址和选通。我想1美元PIC也可以完成这项工作，但我发现这种限制设计具有挑战性和奖励。

我的最后一个例子更加陈旧 - 我为一个设计的模拟音乐合成器模块高中项目。在这里，我们有计数器，比较器，锁存器，多路复用器，多个门，以及一对2101 SRAM（右边 - 每个256×4）。所有这些逻辑＆amp;存储器实现了具有可编程波形的VCO和包络发生器。真有趣。

因此，下次你需要在PCB画布上刷上一点点逻辑时，给旧的分离器尝试。他们的生活依旧。