1 / 14

Curs 10 Blocul intrare/ie şire

Curs 10 Blocul intrare/ie şire. Rol. Furn izează semnalele sistemului implementat în exteriorul circuitului integrat. Preia semnalele din exteriorul cir c uitului integrat. Structura bufferelor de intrare şi ieşire. l imitare poten ţial grilă : V N  [V SS -V D , V DD +V D ]. N. SI NU. Cp.

kedem
Download Presentation

Curs 10 Blocul intrare/ie şire

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Curs 10Blocul intrare/ieşire

  2. Rol • Furnizează semnalele sistemului implementat în exteriorul circuitului integrat. • Preia semnalele din exteriorul circuitului integrat.

  3. Structura bufferelor de intrare şi ieşire limitare potenţial grilă : VN [VSS-VD, VDD+VD] N SI NU Cp SAU NU limitează curentul prin diode constanta de timp RCp (zeci sute ps) afectează funcţionarea bufferului la frecvenţe mari

  4. Moduri de funcţionare ale celulei IO • Ieşire în curent continuu: • frecvenţă de funcţionare mai mică de 1MHz. • sarcină rezistivă: motoare de mică putere, relee, LED-uri. • Ieşire în curent alternativ: • frecvenţă de funcţionare mai mare de 1MHz. • sarcină capacitivă: buss-uri de date sau de adrese. • Intrare în curent continuu: • frecvenţă de funcţionare mai mică decât 1MHz. • sursa rezistivă: senzori, comutatoare, circuite logice. • Intrare în curent alternativ: • frecvenţă de funcţionare mai mare de 1MHz. • sursa: buss-uri de date.

  5. Funcţionarea ca celulă de ieşire în curent continuu • Parametrii caracteristici: • VOLmax • IOLmax • VOHmin • IOHmax • Sarcina poate deteriora nivelul logic al ieşirii • Mărirea capacităţii în curent a celulei • utilizarea unor repetoare • conectarea în paralel a mai multe celule I/O => riscul apariţiei unui scurtcircuit între VDD şi VSS. IO IO A. B. IOLpeak -IOHpeak (4V, 8mA) (0.4V, 8mA) VO VO sarcina poate necesita un curent mai mare decât IOLmax sau IOHmax  deplasarea punctului de funcţionare pe aceste caracteristici a. Tensiunea la ieşire depăşeşte VOLmax b. Tensiunea la ieşire scade sub VOHmin  nivel logic incert sau fals

  6. Funcţionarea ca celulă de ieşire în curent alternativ • Parametrii caracteristici: • tOE • tFLOAT - time to float (disable time) • Variaţia potenţialului electric pe traseele surselor de alimentare=> tranziţii false ale semnalelor: • Limitarea nr. ieşiri care comută simultan. • utilizarea unui nr. mare de pad-uri pt. VDD şi VSS. • Limitarea vitezei de creştere a curentului. VGND=VLS=LSdi/dt

  7. Funcţionarea ca celulă de intrare în curent continuu TTL  CMOS CMOS  TTL 5V 5V 5V 5V 4.5V • Parametrii caracteristici: • VIHmin • VILmax • VOHmin • VOLmax • Interconectarea CI: • CMOS  TTL • TTL  BUFFER  CMOS • Utilizarea unor buffere Trigger Schmitt la intrări pt. eliminarea tranziţiilor false la acţionarea comutatoarelor externe. • Utilizarea circuitelor în sisteme de alimentare mixte:5V-3.3V 3.5V 2.7V 2V 1V 0.8V 0.4V 0.5V 0V 0V 0V 0V VD=2.5V!

  8. Funcţionarea ca celulă de intrare în curent alternativ • Parametrii caracteristici: • tSETUP • tHOLD • Semnale de intrare asincrone! • Nerespectarea cerinţelor impuse de tSETUPşi tHOLD : • Comportament oscilant: la circuite cu timp de propagare > tRISE al semnalului de ceas • Comportament metastabil: la circuite cu timp de propagare < tRISE al semnalului de ceas • MTBU~1/fCLOCK fDATA • => utilizarea unor circuite de sincronizare

  9. Circuit de sincronizare

  10. Cerinţe de proiectare • selectarea standardelor IO pentru permiterea conectării dispoz. reconfigurabile la semnale externe de diferite standarde logice • existenţa elementelor de circuit secvenţial (DFF) pentru implementarea unor divizoare de frecvenţă  creste MTBU • controlul vitezei de variaţie a tensiunii de ieşire la pin • masă programabilă (pentru diminuarea efectelor fenomenului de balansare a potenţialului masei) • rezistenţe pull-up, pull-down • impedanţă controlată digital  îmbunătăţeşte integritatea semnalelor prin diminuarea reflexiilor pe liniile pe care sunt transmise semnalele • circuit keeper

  11. Standarde IO

  12. Structura simplificată a Blocului IO Spartan 3 IOB Input Reg DDR MUX Reg OCK1 ICK1 Reg Reg 3-state OCK2 ICK2 Reg DDR MUX PAD OCK1 Reg Output OCK2

  13. Structura Blocului IO – calea de intrare

  14. Structura Blocului IO – calea de ieşire

More Related