Samarqand filiali kompyuter tizimlari kafedrasi

MUHAMMAD AL-XOPAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
SAMARQAND FILIALI

KOMPYUTER TIZIMLARI KAFEDRASI

“Raqamli qurilmalarni loyihalashga kirish”

Fanidan

Mavzu: Raqamli qurilmalarning modellari va ifodalash darajalari.


Bajardi: 107-19-TT-guruh talabasi Toshev G’.
Qabul qildi: Narkulov A.S.
Ishni bahosi:________

Mavzu:Raqamli qurilmalarning modellari va ifodalash darajalari.
Reja:
1. Raqamli signal - Signal, miqdoriy darajadagi va o'z vaqtida diskretizatsiya qilinadi.
2. Raqamli qurilmalarning rivojlanishining yuqori darajasi
3. Raqamli integral sxemalarning rusumlash va belgilash tizimlari
4. Raqamli integral sxemalarning g’iloflari
Tayanch so’z va iboralar: Axborotni qabul qiluvchi, saqlovchi, murakkab b o'lmagan o'zgartirishlar (chapga va o'nga surish)ni amalga oshiruvchi, hamda axborotni to'g'ri va teskari kodlarda uzatuvchi qurilmaga aytiladi. Registrlar ketma-ket kodlarni parallel kodga va aksincha o'zgartirishda ham ishlatiladi.

1. Trigger - bir razryadli ikkilik axborot (“0”yoki”1”)ni saqlaydigan xotira elementi. Mantiqiyelementlardan farqli ravishda trigger ichki holatga - xotiraga ega. Triggerlar ikkita chiqishga: 1) Q- to'g'ri chiqish. 2) Q -inkorli chiqishga ega.
Triggerlarning «1» holatiga to'g'ri chiqishdagi (Q) signalning yuqori holati «1», inkorli chiqishidagi (Q ) signalning past holati «0» to'g'ri keladi. Trigger qurilmasining kirishlari
informasion va yordamchi (boshqaruvchi) kirishlarga bo'linadi. Informatsion kirishlaridagi signallar trigger holatini boshqaradi, yordamchi kirishlardagi signallar esa tirggerni talab qilingan holatga oldindan o'rnatish uchun, hamda ularni sinxrosignal bilan ta'minlash uchun hizmat qiladi. Trigger
kirishlarining soni uning strukturasiga va boshqariladigan vazifalariga bog'liq. Triggerning informasion kirishlari S, R, J, K, D, T simvollari orqali belgilanishi qabul qilingan, boshqaruvchi kirishlar esa C, V simvollar bilan belgilanadi.
T riggerning sxematik belgisi Bu erda S, R- informasion kirishlarni, Q va Q - chiqishlarni belgilaydi.
Triggerlarni informatsiyani qabul qilish usuli, qurilish prinsipi, hamda funksional imkoniyatlari bo'yicha sinflash mumkin. Informatsiyani qabul qilishi bo'yicha: asinxron va sinxron triggerlar mavjud. Asinxron triggerlar informatsion kirishlarida signallarning paydo bo'lish momentida o'z reaksiyalarini ko'rsatadi. Sinxron triggerlar esa sinxron signal kirishi S dagi boshqaruvchi impuls signali mavjud bo'lgandagina informatsion kirishlardagi signallarga o'z reaksiyalarini bildiradilar.
Raqamli qurilmalarni nazorat qilish va diagnostika qilish uchun ikkita asosiy usullar guruhi qo'llaniladi: test va funktsional. Ularni amalga oshirish uchun apparat va dasturiy ta'minot ishlatiladi. Sinov nazorati paytida maxsus effektlar (sinovlar) qo'llaniladi va boshqariladigan tizimning (qurilma, tugun) reaktsiyalari, qoida tariqasida, o'z maqsadiga muvofiq ishlamayotgan vaqtda qayd etiladi va tahlil qilinadi. Bu ushbu turdagi nazorat doirasini belgilaydi: tizimlarni o'rnatish jarayonida, reglamentlar paytida, normal ishlash boshlanishidan oldin tizimlarni avtonom sinovdan o'tkazish uchun.
Funktsional boshqaruv tizimning ishlashi davomida uni kuzatish va diagnostika qilish uchun mo'ljallangan. Biroq, agar tizimda funktsional boshqaruv vositalari mavjud bo'lsa, ular, qoida tariqasida, test nazoratida ham qo'llaniladi. Funktsional nazorat vositalari quyidagilarni ta'minlaydi:
Nazorat nuqtasida nosozlikni birinchi namoyon bo'lganda aniqlash, bu nosozlikning harakatini tezda blokirovka qilish kerak bo'lganda juda muhimdir;
Nosozliklar mavjud bo'lganda tizimning ishlashini nazorat qilish, xususan, tizim strukturasini o'zgartirish (qayta konfiguratsiya) uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni berish;
Muammolarni bartaraf etish vaqti qisqartirildi.
Foydalanish apparat funktsional boshqaruv, asosiy uskuna bilan bir vaqtda ishlaydigan tugun yoki qurilma tuzilishiga ortiqcha jihozlar kiritiladi. Asosiy va boshqaruv uskunasining ishlashi paytida paydo bo'ladigan signallar ma'lum qonunlarga muvofiq taqqoslanadi. Bunday taqqoslash natijasida boshqariladigan tugunning (qurilmaning) to'g'ri ishlashi to'g'risida ma'lumot hosil bo'ladi. Ortiqcha jihoz sifatida, eng oddiy holatda, tekshirilgan tugunning nusxasi (strukturali ortiqcha deb ataladigan) ishlatiladi, masalan. shuningdek, ikkita bir xil kodlar to'plamini taqqoslash ko'rinishidagi eng oddiy nazorat nisbati. Umumiy holda, oddiyroq boshqarish moslamalari qo'llaniladi, ammo nazorat nisbatlarini olish usullari murakkablashadi.
Asosiy va boshqaruv qurilmalarining ishlashini nazorat qilish uchun taqqoslash usullari qo'llaniladi: kirish va chiqish so'zlari, ichki holatlar va o'tishlar.
Birinchi usul takrorlash, kattalashtirish, shuningdek, taqiqlangan kod birikmalari bilan nazoratga mos keladi. U ortiqcha kodlash usullarini ham o'z ichiga oladi. Ortiqcha kodlash kiritish, qayta ishlangan va chiqish ma'lumotlariga qo'shimcha belgilarni kiritishga asoslangan bo'lib, ular asosiylari bilan birgalikda xatolarni aniqlash (tuzatish) xususiyatlariga ega bo'lgan kodlarni hosil qiladi. Ikkinchi usul asosan raqamli boshqaruv qurilmalarini boshqarish uchun ishlatiladi.
2. Sinxron triggerlar o'z navbatida S kirish orqali boshqariladigan statik va dinamik turlarga bo'linadi. Statik boshqarishli triggerlar informatsion kirishlardagi signallarni S kirishiga «1» yoki «0» signallari berilgandagina qabul qila oladi. Dinamik boshqarishli triggerlar esa informatsion kirishlardagi signallarni S kirishdagi signal «0» dan «1» ga o'zgarganda yoki «1» dan «0» ga o'zgarganda qabul qila oladi. Statik triggerlar bir bosqichli va ikki bosqichli turlarga bo'linadi. Bir bosqichli triggerlar informasiyani saqlashning bir bosqichi, ikki bosqichli triggerlar esa informasiyani saqlashning ikki bosqichi mavjudligi bilan xarakterlanadi. Dastlab informatsiya birinchi bosqichga yoziladi, keyin ikkinchi bosqichga ko'chirib o'tkaziladi va iformatsiya trigger chiqishida paydo bo'ladi.Funksional imkoniyatlarga ko'ra triggerlar quyidagi turlarga bo'linadi:
- kirish bo'yicha informasiyani qabul qiluvchi triggerlar (D-trigger yoki kechiktirish triggeri);
- sanoqli kirishga ega triggerlar (T-trigger);
- J va K informasion kirishli universal triggerlar (JK-trigger).
Registr deb axborotni qabul qiluvchi, saqlovchi, murakkab bo'lmagan o'zgartirishlar (chapga va o'nga surish)ni amalga oshiruvchi, hamda axborotni to'g'ri va teskari kodlarda uzatuvchi qurilmaga aytiladi. Registrlar ketma-ket kodlarni parallel kodga va aksincha o'zgartirishda ham ishlatiladi. Registrlarning asosini triggerlar hosil qiladi va triggerlarni ketma-ket yoki parallel ulash orqali registr sxemasi hosil qilinadi. Sonning xar bir razryadi registrning razryadiga (saqlovchi triggerga) mos keladi. Registrlarning parallel, ketma-ket prinsipda ishlovchi, o'nga va chapga suruvchi, hamda reversiv turlari mavjud. Parallel prinsipda ishlovchi registrlarda kodlar parallel yoziladi va o'qiladi, ketma-ket prinsipda ishlovchi registrlarda esa kodlar ketma-ket yoziladi va o'qiladi. O'nga va chapga suruvchi registrlar kodlarni o'nga va chapga surish uchun xizmat qiladi.
Yuqoridagi rasmda D-trigger asosida qurilgan o'nga suruvchi, ketma-ket prinsipda ishlovchi registr sxemasi keltirilgan. Integral mikrosxema (IMS) – bu o`zaro bog`langan bir necha tranzistorlar, diodlar, kondensatorlar. Rezistorlar yig`indisi hisoblanadi va u yagona texnologik siklda tayyorlanib (yani bir paytda), elektr signallarini o`zgartirishda ma`lum funksiyalarni bajaradi.
IMS tarkibiga kirgan komponentlar undan mustaqil ajratib olinishi va mustaqil buyum sifatida ishlatilishi mumkin emas. Ular integral elementlar deb ataladi. Ulardan farqli o`laroq ularga konstruktiv moslashtirilgan detal va qurilmalar diskret komponentlar deb ataladi. Ular asosida tuzilgan bloklar esa diskret sxemalar deb ataladi.
Yuqori puhtalik va sifat, ihchamlik, engillik, arzonlik integral mikrosxemalarini halq ho`jaligini barcha sohalarida keng qo`llanilishga sabab bo`lmoqda. Zamonaviy mikroelektrotexnika asosini yarimo`tkazgichli integral mikrosxemnalar tashkil etmoqda. Zamonaviy yarimo`tkazgichli IMS kristtallarini o`lchamlari 1,5x1,5 dan 6x6 mm gacha.
Kristall maydoni qancha katta bo`lsa unga shuncha ko`p elementli integral mikrosxemani joylashtirish mumkin bo`ladi.
Integral mikrosxemalarida tranzistorlarni ma`lum ulanishlar asosida rezistor va kondensator hosil qilish mumkin.
Yarim o`tkazgichli IMS larni hususiyati shundan iboratki ularni elementlari orasida induktivlik g`altagi yo`q, chunki shu paytgacha qattiq jismlarda elektromagnit induksiyasiga ekvivalent bo`lgan fizik hodisa olish imkoniyati bo`lmagan.
Katta integral mikrosxema – deb ko`p sonli bir turli yacheykalardan tashkil topgan ko`p o`lchamli yarimo`tkazgichli qurilmaga aytiladi. U murakkab funksiaonal sxemaga birlashgan bo`ladi.
Hozirgi kunda ishlab chiqarayotgan katta integral mikrosxemalar (KIMS) 10 ming va undan ortiq mantiq elementlaridan tashkil topadi.
Barcha KIMS lar uch sinfga bo`linadi.
1)hisoblagichlar, rezistorlar, jamlagichlar, arifmetik-mantiq qurilmalari tipidagi funksional bloklar:
2) xotira qurilmalari (XQ):
3) mikroprosessorlar (MP).