Tema 3. Diseño con circuitos comerciales Introducción Puertas reales. Características de catálogo Familias Lógicas Niveles lógicos. Margen de Ruido Corrientes de entrada/salida. Fan-Out Características dinámicas Tensión de alimentación Familias lógicas más comunes Ciclo de vida de las familias lógicas Encapsulado Implementación de circuitos reales Hojas de Catálogo.

Introducción Circuitos lógicos reales muy diferentes de los ideales Características estáticas: Tensión de alimentación, Niveles de tensión, márgenes de ruido Fan Out Características dinámicas: Retraso de propagación Tiempo de subida y de bajada

Características de catálogo Familias lógicas: Convenio entre los diferentes fabricantes. Todos los circuitos de una familia lógica presentarán características eléctricas similares Todos los dispositivos con una misma denominación tendrán la misma función, independientemente de la familia o el fabricante. Nomenclatura: SN 74 HC 139 N Prefijo (opcional) Serie 74: comm. Serie 54:militar Familia lógica Función Encapsulado

Niveles lógicos. Márgen de ruido Niveles lógicos: máximos y mínimos a la entrada y la salida: VOH: Tensión mínima de salida siendo 1 VOL: Tensión máxima de salida siendo 0 VIH: Tensión mínima a la entrada para entender 1 VIL: Tensión máxima a la entrada para entender 0 Margen de ruido: A nivel alto: MRH= VOH-VIH A nivel bajo: MRL= VIL-VOL MR=min{MRH, MRL}

Corriente de e/s. Fan-Out Corrientes de e/s: máximos valores que aseguran el funcionamiento. |IOH |> |IIH| |IIL |< |IOL| Fan-Out: máximo número de puertas que puedo conectar a una salida. (suma de corrientes)

Características dinámicas Retraso de propagación: desde que la entrada cambia hasta que lo hace la salida (al 50%) Tiempos de subida y bajada: del 10% al 90%. Depende de la carga de la puerta En circuitos CMOS, es lo que limita, no la corriente.

Tensión de alimentación Mientras más baja, menor consumo Para una tecnología dada, a menor tensión menor velocidad:

Tensión de alimentación. Familias más comunes

Ciclo de vida de las familias Algunos productos, en clara obsolescencia. Otros, todavía poco implantados

Compatibilidad entre familias Algunas familias son sustituibles por otras, o al menos compatibles.

Encapsulado SMD: más barato para producción. Mejor mientras más pequeño Límite tecnológico del proceso de fabricación DIP: mejor para prototipos.

Implementación de circuitos reales Cada circuito integrado puede tener varias puertas iguales Reducir el número de puertas distintas. Ej: Señalización de llenado de un depósito. Si error, Z1Z2=0 Resolviendo: Z1=S2·S1·/S0+/S2·S1·S0 Z2=/S2·/S1·S0+S2·S1·S0 Implementando: (4 CI’s) Transformando las ecuaciones: Z1=S1·(S2S0) Z2=S0·/(S2S1) Implementando: (2 CI’s) S2-S1-S0 Z1 Z2 Z3 0 – 0 – 0 0 – 0 – 1 1 0 – 1 – 0 0 – 1 – 1 1 – 0 – 0 1 – 0 – 1 1 – 1 – 0 1 – 1 – 1

Hojas de catálogo Información de la funcionalidad y de las características eléctricas Puertas CMOS: Diversas Vcc Niveles lógicos elevados Corrientes muy pequeñas Capacidad Ci, límite de diseño

Hojas de catálogo Puertas TTL: Vcc más cerrado VOH << Corrientes grandes Menores tiempos que la CMOS HC