Способы представления цифровой информации. Основные характеристики элементов ЭВМ. Логическая модель элементов с потенциальным представлением информации.

2С (2-States Output-2S) - выход с двумя активными состояниями (нуль и единица), стандартный ТТЛ-совместимый выход.

ЗС (3-States Output-3S) - выход с тремя состояниями (два активных: нуль и едини­ца, третье — пассивное, отключенное), а также само третье состояние выхода в отличие от двух активных состояний.

Адрес - закодированный номер, определяющий, куда переда­ется информация или откуда она принимается.

Активный уровень сигнала - уровень, соответствующий приходу, наличию сигнала, то есть выполнению этим сиг­налом соответствующей ему функции.

АПЧ- автоматическая подстройка частоты.

Асинхронный сигнал - сигнал, не привязанный по времени к внутренним процессам схемы, не синхронизованный со схемой.

Асинхронный (последовательный) счетчик - счетчик, вы­ходные разряды которого переключаются по очереди, на­чиная с младшего.

АЦП - аналого-цифровой преобразователь (ADC), преобра­зующий величину входного аналогового сигнала в выход­ной цифровой код.

Байт- группа двоичных разрядов, битов (8 бит), содержащая какой-то код.

Биполярный сигнал - сигнал, который может быть как поло­жительным, так и отрицательным.

Бит (от англ. Binary Digit - двоичное число) - единица дво­ичной информации, разряд двоичного кода, принимающий значения 0 и 1.

БИС - большая интегральная схема (LSI).

Ввод данных - то же, что чтение, считывание, прием.

Вентиль, ключ (key) - минимальное устройство. Обрабатывает, передает и может хранить 1 бит информации.

Вывод данных - то же, что запись, передача.

Выводы микросхемы - металлические контакты на корпусе микросхемы для входных и выходных сигналов, подклю­чения внешних элементов и подачи питания.

Временная диаграмма - графики зависимости от времени входных и выходных сигналов цифрового устройства в различных режимах работы.

Выборка- мгновенное значение аналогового сигнала, кото­рому ставится в соответствие цифровой код.

Гига - (Г) - приставка для обозначения миллиарда, 10⁹.

Данные- передаваемая в закодированном виде цифровая ин­формация.

Двоичная система счисления - система счисления по моду­лю два, в которой разряды числа кодируются 0 или 1 и представляют собой степени числа 2.

Двунаправленная линия (шина) - линия (шина), по которой сигналы могут передаваться в обоих направлениях (по очереди).

Дешифрация - преобразование входного двоичного кода в номер выходного сигнала.

Задержка- временной сдвиг между входным и выходным сигналами устройства, узла, микросхемы.

Задний фронт сигнала (спад) - переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Защелка - триггер или регистр, стробируемый уровнем сигна­ла и пропускающий входной сигнал на выход при активном управляющем сигнале (стробе).

Импульс - сравнительно короткий сигнал.

Инверсный выход - выход, выдающий сигнал инверсной по­лярности по сравнению с входным сигналом.

Инвертирование или инверсия сигнала - изменение поляр­ности сигнала.

Интерфейс - соглашение об обмене между электронными уст­ройствами. Включает в себя требования по электрическо­му, логическому и конструктивному сопряжению уст­ройств.

ИС - интегральная микросхема, ИМС, чип.

КЗ - короткое замыкание.

Кило - (к) — приставка для обозначения тысячи, 10³.

КМОП - комплементарная технология МОП (CMOS).

Код - информация, передаваемая несколькими двоичными разрядами, битами.

Коэффициент разветвления - число входов, которое может быть подключено к данному выходу без нарушения его ра­боты. Определяется отношением выходного тока к входно­му. Стандартная величина коэффициента разветвления при использовании микросхем одной серии равна 10.

Линия (линия связи) - проводник (электрический или опто­волоконный), передающий сигнал.

Меандр - сигнал со скважностью, равной двум, то есть дли­тельность импульсов равна длительности паузы между ними.

Мега - (М) - приставка для обозначения миллиона, 10⁶.

Микро- (мк) - приставка для обозначения одной миллионной доли, 10^-6.

Милли- (м) - приставка для обозначения одной тысячной до­ли, 10^-3.

МОП - полупроводниковая технология на основе полевых транзисторов типа «металл - окисел - полупроводник» (MOS).

Мультиплексирование - передача различных сигналов по одной линии (шине) в разные моменты времени.

Нагрузочная способность - параметр выхода микросхемы, характеризующий величину выходного тока, которую мо­жет выдать в нагрузку данный выход без нарушения его работы. Чаще всего нагрузочная способность прямо связа­на с коэффициентом разветвления.

Нано - (н) - приставка для обозначения одной миллиардной доли, 10^-9.

Обратная связь - передача сигнала или его части с выхода схемы на ее вход или один из ее входов.

Обратный (инверсный) счет - счет на уменьшение выходно­го кода.

OK - выход с открытым коллектором.

Опорное напряжение - напряжение эталонного уровня, с ко­торым сравнивается входной сигнал (в АЦП), или из кото­рого формируется выходной сигнал (в ЦАП).

Отрицательная логика - система сигналов, в которой логи­ческой единице соответствует низкий уровень напряжения, а логическому нулю - высокий.

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности, нулевой сигнал) - сигнал, активный уровень которого - логический нуль. То есть единица - это отсутствие сигна­ла, нуль - сигнал пришел.

Отрицательный фронт сигнала (спад) — переход сигнала из единицы (из высокого уровня) в нуль (в низкий уровень).

Пассивный уровень сигнала - уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Перепад (переход) сигнала - переключение сигнала из нуля в единицу или из единицы в нуль, то же что фронт сигнала.

Передний фронт сигнала - переход сигнала из пассивного уровня в активный.

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, постоянная па­мять (ROM).

Пико - (п) — приставка для обозначения одной триллионной доли, 10^-12.

Погрешность абсолютная - разность между измеренной ве­личиной и ее истинным значением (погрешность изме­рения); разность между сформированной величиной и требуемым ее значением (погрешность формирования, по­грешность воспроизведения).

Погрешность относительная - отношение абсолютной по­грешности к требуемому (или истинному) значению данной величины. Часто измеряется в процентах.

Положительная логика - система сигналов, в которой логи­ческой единице соответствует высокий уровень напряже­ния, а логическому нулю - низкий.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности, единичный сигнал) - сигнал, активный уровень которо­го - логическая единица. То есть нуль - это отсутствие сигнала, единица - сигнал пришел.

Положительный фронт сигнала (или просто фронт) - пере­ход сигнала из нуля (из низкого уровня) в единицу (в высо­кий уровень).

Помехи - паразитные сигналы, накладывающиеся на инфор­мационные сигналы и искажающие их. Помехи могут наводиться извне (электромагнитным полем), а также возникать в цепях питания.

Помехозащищенность- параметр, характеризующий вели­чину входного сигнала помехи, который еще не может изменить состояние выходных сигналов. Определяется разницей между напряжением U_1H и порогом срабатыва­ния (помехозащищенность единичного уровня), а также разницей между порогом срабатывания и U_1L (помехоза­щищенность нулевого уровня).

Порог срабатывания - уровень входного напряжения, выше которого сигнал воспринимается как единица, а ниже - как нуль. Для ТТЛ микросхем он примерно равен 1,3...1,4 В.

Принципиальная схема - наиболее подробная схема элек­тронного устройства с указанием всех элементов, связей, входов и выходов, выполненная в соответствии со стандар­том.

Протокол - порядок обмена сигналами между цифровыми устройствами.

Прямой выход - выход, выдающий сигнал положительной полярности.

Прямой счет - счет на увеличение выходного кода.

Разрядность (кода, шины) - количество двоичных разрядов кода или количество цифровых сигналов для передачи кода по шине.

Реверсивный счетчик - счетчик, работающий как в режиме прямого счета, так и в режиме обратного (инверсного) счета.

Слово (двоичное) - группа бит (обычно 16, 32 или 64 бита), состоящая из нескольких байт.

Синхронизация - обеспечение согласованной во времени ра­боты нескольких устройств, например, по общему тактово­му сигналу.

Синхронный (параллельный) счетчик - счетчик, все разря­ды которого переключаются одновременно, синхронно с тактовым сигналом

Синхросигнал - то же, что тактовый сигнал.

Скважность - отношение периода следования импульсов к длительности этих импульсов.

Спад сигнала - то же, что задний фронт сигнала (обычно - отрицательный фронт).

Строб (стробирующий сигнал) - управляющий сигнал, кото­рый своим уровнем определяет момент выполнения эле­ментом или узлом его функции. В общем смысле строб - это любой синхронизирующий сигнал, тактовый сигнал.

Стробирование - согласование во времени работы узлов и устройств с помощью строба.

Структурная схема - упрощенная схема электронного уст­ройства, показывающая только основные узлы и важней­шие связи между ними.

Такт- то же что тактовый сигнал, а также период тактового сигнала.

Тактовый сигнал — управляющий сигнал, который своим фронтом определяет момент выполнения элементом или узлом его функции. Иногда то же, что и стробирующий сигнал.

Тера - (Т) - приставка для обозначения триллиона, 10¹².

Точность - показатель близости функционирования данного устройства к идеалу, обычно измеряется с помощью вели­чины погрешности.

ТТЛ- транзисторно-транзисторная логика и соответствующая ей полупроводниковая технология (TTL).

ТТЛШ - технология ТТЛ с диодами Шоттки (TTLS). Характе­ризуется более высоким быстродействием при той же по­требляемой мощности.

Фронт сигнала - переход сигнала из нуля в единицу или из единицы в нуль, иногда в более узком значении «передний положительный фронт».

Функциональная схема - не слишком подробная схема элек­тронного устройства, показывающая подробно только схе­мы отдельных, принципиально важных узлов устройства.

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь (DAC), преобра­зующий входной цифровой код в величину аналогового сигнала (тока или напряжения).

Цикл- последовательность обмена сигналами, в течение ко­торого выполняется только одна операция.

Чип (Chip)- то же, что интегральная микросхема, ИМС.

Шина (Bus) - группа сигнальных линий, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соот­ветствующие всем разрядам какого-то двоичного кода (шина данных, шина адреса). Иногда шиной называют так­же провод питания («шина питания») и общий провод («шина земли»).

Шифрация - преобразование номера приходящего входного сигнала в выходной двоичный код.

Ячейка (памяти) - элемент памяти (одноразрядный или многоразрядный), который служит для хранения информационного кода и может быть выбран с помощью кода адреса памяти.

Adder- сумматор.

AND - логическая функция И.

AC (Alternating Current) - переменный ток.

ADC (Analog-to-Digital Converter) - АЦП, аналого-цифровой преобразователь.

ASCII (American Standard Code for Information Interchan­ge) - стандартный американский код обмена символьной информацией.

BCD (Binary-Coded Decimal) - двоично-десятичный код.

BiCMOS (Bipolar Complementary Metal-Oxide-Semiconduc­tor) - биполярно-полевая технология изготовления микросхем, сочетающая на одном кристалле биполярные и КМОП структуры.

Buffer - буфер.

Bus - шина, магистраль.

Chip - микросхема, чип.

Clear - очистка, сброс в нуль.

Clock- тактовый, тактирующий сигнал.

CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) - комплементарная МОП технология (КМОП, то же самое что и КМДП).

Coder (encoder) - шифратор, кодер.

Comparator - компаратор.

Converter - преобразователь.

Counter - счетчик.

DAC (Digital-to-Analog Converter) - ЦАП, цифроаналоговый преобразователь.

DC (Direct Current) - постоянный ток.

Decoder - дешифратор, декодер.

Delay - задержка.

DIC (Dual In-line Ceramic package) - керамический корпус микросхемы типа DIL.

DIL (Dual In-Line package) - корпус микросхемы с двухряд­ным вертикальным расположением выводов.

DIP (Dual In-line Plastic package) - пластмассовый корпус микросхемы типа DIL.

Driver - выходной буфер, драйвер.

Flip-flop - триггер.

Gate - логический элемент, вентиль.

GND (Ground) - общий провод схемы, «земля».

Н (High) - высокий уровень сигнала, единичный уровень при положительной логике.

IС (Integrated Circuit) - интегральная микросхема, ИС.

Inverter - инвертор.

I/O (Input/Output) - ввод/вывод (В/В), вход/выход.

L (Low) - низкий уровень сигнала, нулевой уровень при поло­жительной логике.

Latch - триггер (регистр) типа «защелка».

LCD (Liquid Crystal Display) - жидкокристаллический дис­плей, индикатор.

Master - ведущее, главное устройство, участвующее в обмене информацией, задатчик.

Monostable multivibrator - ждущий мультивибратор, одновибратор.

Multiplexer - мультиплексор.

Multivibrator - мультивибратор.

NAND- логическая функция И-НЕ.

NOR - логическая функция ИЛИ-НЕ.

OR- логическая функция ИЛИ.

Preset - предварительная установка.

Pull-up Resistor - нагрузочный резистор, включаемый между выходом микросхемы и шиной питания.

Register - регистр.

Reset - сигнал установки микросхемы или устройства в нуле­вое или исходное состояние.

Schmitt trigger - триггер Шмитта.

Set- сигнал установки выхода в единичное состояние.

Slave- ведомое, пассивное устройство, участвующее в обмене информацией, исполнитель.

Strobe - стробирующий сигнал, строб.

Terminator - оконечное согласующее устройство на линии связи (обычно — резистор).

Trigger - триггер.

TTL (Transistor-Transistor Logic) - транзисторно-транзистор­ная (биполярная) логика, ТТЛ.

(Transistor-Transistor Logic Schottky) - транзисторно-транзисторная логика Шоттки, ТТЛШ.

V - напряжение (Voltage), вольт (Volt).

Z (Z-state) - третье (высокоимпедансное) состояние выхода микросхемы.
Литература

1. Новиков Ю.В. «Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования» М:. Мир 2001.

2. Игумнов Д.В., Костюнина Г.П. «Основы полупроводниковой электроники» М.: Горячая линия - Телеком, 2005.

3. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая электроника» учебник М:. Радио и Связь 1996, 2000.

4. Калабеков Б.А. «Цифровые устройства и микропроцессорные системы» учебник М:. Радио и Связь 1997, 2000.

5. Калиш Г.Г. «Основы вычислительной техники» М:. Высшая школа, 2000.

6. Угрюмов Е. «Цифровая схемотехника. От логического элемента до перспективных БИС с программированной структурой» Уч. пособие, СПБ:. БХВ, 2000.

7. Кучумов А.И. «Электроника и схемотехника». Учебное пособие М:. «Гелиос АРВ», 2002.

8. Шило В.Л. «Популярные цифровые интегральные схемы. Справочник» М.: Радио и связь, 1988, 1992.

9. Зельдин Е.А. «Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре» Л.: Энергоатомиздат, 1986.

10. Гутников В.С. «Интегральная электроника в измерительных устройствах» Л.: Энергоатомиздат, 1988.

11. Гольденберг Л.М. «Импульсные устройства» М.: Радио и связь, 1990.

12. Титце У., Шенк К. «Полупроводниковая схемотехника» пер с нем.

М.: Мир, 1982.

13. Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники» пер. с англ. в двух томах М.: Мир, 1998.

14. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. «Проектирование дискретных устройств на интегральных схемах» Справочник, М:. Радио и связь, 1990.

15. Джонс М.Х. «Электроника – практический курс» пер с англ. под ред. Воронова Е.В., Ларина А.Л. М:. Постмаркет 1999.

16. Бирюков С. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. – М.: ДМК, 1999.

17. «Применение интегральных схем в электронной вычислительной технике», Справочник, под ред. Б.Н. Файзулаева, Б.Н. Тарабрина, М:. Радио и связь, 1986.

18. Логические ИС КР1533, КР1554: Справочник/ Петровский И.И., Прибыльский А.А., Троян А.А., Чувелев В.С.: в 2-х ч. М:, БИНОМ, 1996.

19. «Применение интегральных схем» практическое руководство. Под ред. А. Уильямса, пер с англ. М:. Мир, 1987.

20. «Большой справочник радиолюбителя» CD диск, 1999-2005.

21. «В помощь радиолюбителю. Устройства на микросхемах» вып. 1, 2. CD диск, 1999.

Способы представления цифровой информации. Основные характеристики элементов ЭВМ. Логическая модель элементов с потенциальным представлением информации.

Три способа представления двоичного алфавита:

1) Потенциальный;

2) Импульсный;

3) Динамический.