Условное графическое обозначение микросхем. Обозначения микросхем

Лекция 02 Основные обозначения на схемах

Корпуса цифровых микросхем

Большинство микросхем имеют корпус, то есть прямоугольный контейнер (пластмассовый, керамический, металлокерамический) с металлическими выводами (ножками). Предложено множество различных типов корпусов, но наибольшее распространение получили два основных типа:

Рис. 2.8. Примеры корпусов DIL и Flat

Корпус с двухрядным вертикальным расположением выводов, например, DIP (Dual In Line Package, Plastic) — пластмассовый корпус, DIC (Dual In Line Package, Ceramic) — керамический корпус. Общее название для таких корпусов — DIL (рис. 2.8). Расстояние между выводами составляет 0,1 дюйма (2,54 мм). Расстояние между рядами выводов зависит от количества выводов.
Корпус с двухрядным плоскостным расположением выводов, например, FP (Flat-Package, Plastic) — пластмассовый плоский корпус, FPC (Flat-Package, Ceramic) — керамический плоский корпус. Общее название для таких корпусов — Flat (рис. 2.8). Расстояние между выводами составляет 0,05 дюйма (1,27 мм) или 0,025 дюйма (0,0628 мм).

Номера выводов всех корпусов отсчитываются начиная с вывода, помеченного ключом, по направлению против часовой стрелки (если смотреть на микросхему сверху). Ключом может служить вырез на одной из сторон микросхемы, точка около первого вывода или утолщение первого вывода (рис. 2.8). Первый вывод может находиться в левом нижнем или в правом верхнем углу (в зависимости от того, как повернут корпус). Микросхемы обычно имеют стандартное число выводов из ряда: 4, 8, 14, 16, 20, 24, 28,.… Для микросхем стандартных цифровых серий используются корпуса с количеством выводов начиная с 14.

Назначение каждого из выводов микросхемы приводится в справочниках по микросхемам, которых сейчас имеется множество. Правда, лучше ориентироваться на справочники, издаваемые непосредственно фирмами-изготовителями. В данной книге назначение выводов не приводится.

Отечественные микросхемы выпускаются в корпусах, очень похожих на DIL и Flat, но расстояния между их выводами вычисляются по метрической шкале и поэтому чуть-чуть отличаются от принятых за рубежом. Например, 2,5 мм вместо 2,54 мм, 1,25 мм вместо 1,27 мм и т.д. Для корпусов с малым числом выводов (до 20) это не слишком существенно, но для больших корпусов расхождение в расстоянии может стать существенным. В результате на плату, рассчитанную на зарубежные микросхемы, нельзя поставить отечественные микросхемы, и наоборот.

Двоичное кодирование

Одиночный цифровой сигнал не слишком информативен, ведь он может принимать только два значения: нуль и единица. Поэтому в тех случаях, когда необходимо передавать, обрабатывать или хранить большие объемы информации, обычно применяют несколько параллельных цифровых сигналов. При этом все эти сигналы должны рассматриваться только одновременно, каждый из них по отдельности не имеет смысла. В таких случаях говорят о двоичных кодах, то есть о кодах, образованных цифровыми (логическими, двоичными) сигналами. Каждый из логических сигналов, входящих в код, называется разрядом. Чем больше разрядов входит в код, тем больше значений может принимать данный код.

В отличие от привычного для нас десятичного кодирования чисел, то есть кода с основанием десять, при двоичном кодировании в основании кода лежит число два (рис. 2.9). То есть каждая цифра кода (каждый разряд) двоичного кода может принимать не десять значений (как в десятичном коде: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), а всего лишь два — 0 и 1. Система позиционной записи остается такой же, то есть справа пишется самый младший разряд, а слева — самый старший. Но если в десятичной системе вес каждого следующего разряда больше веса предыдущего в десять раз, то в двоичной системе (при двоичном кодировании) — в два раза. Каждый разряд двоичного кода называется бит (от английского "Binary Digit" — "двоичное число").

Рис. 2.9. Десятичное и двоичное кодирование

В табл. 2.3 показано соответствие первых двадцати чисел в десятичной и двоичной системах.

Из таблицы видно, что требуемое количество разрядов двоичного кода значительно больше, чем требуемое количество разрядов десятичного кода. Максимально возможное число при количестве разрядов, равном трем, составляет при десятичной системе 999, а при двоичной — всего лишь 7 (то есть 111 в двоичном коде). В общем случае n-разрядное двоичное число может принимать 2n различных значений, а n-разрядное десятичное число — 10n значений. То есть запись больших двоичных чисел (с количеством разрядов больше десяти) становится не слишком удобной.

Таблица 2.3. Соответствие чисел в десятичной и двоичной системах
Десятичная система	Двоичная система	Десятичная система	Двоичная система
0	0	10	1010
1	1	11	1011
2	10	12	1100
3	11	13	1101
4	100	14	1110
5	101	15	1111
6	110	16	10000
7	111	17	10001
8	1000	18	10010
9	1001	19	10011

Для того чтобы упростить запись двоичных чисел, была предложена так называемая шестнадцатиричная система (16-ричное кодирование). В этом случае все двоичные разряды разбиваются на группы по четыре разряда (начиная с младшего), а затем уже каждая группа кодируется одним символом. Каждая такая группа называется полубайтом (или нибблом, тетрадой), а две группы (8 разрядов) — байтом. Из табл. 2.3 видно, что 4-разрядное двоичное число может принимать 16 разных значений (от 0 до 15). Поэтому требуемое число символов для шестнадцатиричного кода тоже равно 16, откуда и происходит название кода. В качестве первых 10 символов берутся цифры от 0 до 9, а затем используются 6 начальных заглавных букв латинского алфавита: A, B, C, D, E, F.

Рис. 2.10. Двоичная и 16-ричная запись числа

В табл. 2.4 приведены примеры 16-ричного кодирования первых 20 чисел (в скобках приведены двоичные числа), а на рис. 2.10 показан пример записи двоичного числа в 16-ричном виде. Для обозначения 16-ричного кодирования иногда применяют букву "h" или "H" (от английского Hexadecimal) в конце числа, например, запись A17F h обозначает 16-ричное число A17F. Здесь А1 представляет собой старший байт числа, а 7F — младший байт числа. Все число (в нашем случае — двухбайтовое) называется словом.

Таблица 2.4. 16-ричная система кодирования
Десятичная система	16-ричная система	Десятичная система	16-ричная система
0	0 (0)	10	A (1010)
1	1(1)	11	B (1011)
2	2 (10)	12	C (1100)
3	3 (11)	13	D (1101)
4	4 (100)	14	E (1110)
5	5 (101)	15	F (1111)
6	6 (110)	16	10 (10000)
7	7 (111)	17	11 (10001)
8	8 (1000)	18	12 (10010)
9	9 (1001)	19	13 (10011)

Для перевода 16-ричного числа в десятичное необходимо умножить значение младшего (нулевого) разряда на единицу, значение следующего (первого) разряда на 16, второго разряда на 256 (162) и т.д., а затем сложить все произведения. Например, возьмем число A17F:

A17F=F*160 + 7*161 + 1*162 + A*163 = 15*1 + 7*16+1*256+10*4096=41343

Таблица 2.5. 8-ричная система кодирования
Десятичная система	8-ричная система	Десятичная система	8-ричная система
0	0 (0)	10	12 (1010)
1	1(1)	11	13 (1011)
2	2 (10)	12	14 (1100)
3	3 (11)	13	15 (1101)
4	4 (100)	14	16 (1110)
5	5 (101)	15	17 (1111)
6	6 (110)	16	20 (10000)
7	7 (111)	17	21 (10001)
8	10 (1000)	18	22 (10010)
9	11 (1001)	19	23 (10011)

Но каждому специалисту по цифровой аппаратуре (разработчику, оператору, ремонтнику, программисту и т.д.) необходимо научиться так же свободно обращаться с 16-ричной и двоичной системами, как и с обычной десятичной, чтобы никаких переводов из системы в систему не требовалось.

Значительно реже, чем 16-ричное, используется восьмеричное кодирование, которое строится по такому же принципу, что и 16-ричное, но двоичные разряды разбиваются на группы по три разряда. Каждая группа (разряд кода) затем обозначается одним символом. Каждый разряд 8-ричного кода может принимать восемь значений: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (табл. 2.5).

Помимо рассмотренных кодов, существует также и так называемое двоично-десятичное представление чисел. Как и в 16-ричном коде, в двоично-десятичном коде каждому разряду кода соответствует четыре двоичных разряда, однако каждая группа из четырех двоичных разрядов может принимать не шестнадцать, а только десять значений, кодируемых символами 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. То есть одному десятичному разряду соответствует четыре двоичных. В результате получается, что написание чисел в двоично-десятичном коде ничем не отличается от написания в обычном десятичном коде (табл. 2.6), но в реальности это всего лишь специальный двоичный код, каждый разряд которого может принимать только два значения: 0 и 1. Двоично-десятичный код иногда очень удобен для организации десятичных цифровых индикаторов и табло.

Таблица 2.6. Двоично-десятичная система кодирования
Десятичная система	Двоично-десятичная система	Десятичная система	Двоично-десятичная система
0	0 (0)	10	10 (1000)
1	1(1)	11	11 (1001)
2	2 (10)	12	12 (10010)
3	3 (11)	13	13 (10011)
4	4 (100)	14	14 (10100)
5	5 (101)	15	15 (10101)
6	6 (110)	16	16 (10110)
7	7 (111)	17	17 (10111)
8	10 (1000)	18	18 (11000)
9	11 (1001)	19	19 (11001)

В двоичном коде над числами можно проделывать любые арифметические операции: сложение, вычитание, умножение, деление.

Рассмотрим, например, сложение двух 4-разрядных двоичных чисел. Пусть надо сложить число 0111 (десятичное 7) и 1011 (десятичное 11). Сложение этих чисел не сложнее, чем в десятичном представлении:

При сложении 0 и 0 получаем 0, при сложении 1 и 0 получаем 1, при сложении 1 и 1 получаем 0 и перенос в следующий разряд 1. Результат — 10010 (десятичное 18). При сложении любых двух n-разрядных двоичных чисел может получиться n-разрядное или (n+1)-разрядное число.

Точно так же производится вычитание. Пусть из числа 10010 (18) надо вычесть число 0111 (7). Записываем числа с выравниванием по младшему разряду и вычитаем точно так же, как в случае десятичной системы:

При вычитании 0 из 0 получаем 0, при вычитании 0 из 1 получаем 1, при вычитании 1 из 1 получаем 0, при вычитании 1 из 0 получаем 1 и заем 1 в следующем разряде. Результат — 1011 (десятичное 11).

При вычитании возможно получение отрицательных чисел, поэтому необходимо использовать двоичное представление отрицательных чисел.

Для одновременного представления как двоичных положительных, так и двоичных отрицательных чисел чаще всего используется так называемый дополнительный код. Отрицательные числа в этом коде выражаются таким числом, которое, будучи сложено с положительным числом такой же величины, даст в результате нуль. Для того чтобы получить отрицательное число, надо поменять все биты такого же положительного числа на противоположные (0 на 1, 1 на 0) и прибавить к результату 1. Например, запишем число –5. Число 5 в двоичном коде выглядит 0101. Заменяем биты на противоположные: 1010 и прибавляем единицу: 1011. Суммируем результат с исходным числом: 1011 + 0101 = 0000 (перенос в пятый разряд игнорируем).

Отрицательные числа в дополнительном коде отличаются от положительных значением старшего разряда: единица в старшем разряде определяет отрицательное число, а нуль — положительное.

Помимо стандартных арифметических операций, в двоичной системе счисления используются и некоторые специфические операции, например, сложение по модулю 2. Эта операция (обозначается A) является побитовой, то есть никаких переносов из разряда в разряд и заемов в старших разрядах здесь не существует. Правила сложения по модулю 2 следующие: , , . Эта же операция называется функцией Исключающее ИЛИ. Например, просуммируем по модулю 2 два двоичных числа 0111 и 1011:

Среди других побитовых операций над двоичными числами можно отметить функцию И и функцию ИЛИ. Функция И дает в результате единицу только тогда, когда в соответствующих битах двух исходных чисел обе единицы, в противном случае результат —0. Функция ИЛИ дает в результате единицу тогда, когда хотя бы один из соответствующих битов исходных чисел равен 1, в противном случае результат 0.

studfiles.net

Маркировка микросхем - Цифровая схемотехника

В общих чертах наименование цифровых микросхем состоит

из набора букв и цифр и имеет в своей основе один

шаблон, принятый в европейских и американских фирмах.

Его мы разберем на примере микросхемы AT28C256-15PI

производства фирмы Atmel, который является типичным

примером маркировки микросхем.

AT	2	8	С	256	A	-	15	P	I
1	2	3	4	5	6		7	8	9

Наименование можно условно разделить на девять частей,

в которых зашифрованы основные данные о

микросхеме, такие как фирма производитель (1), группа (2),

группа или тип памяти (3), технология изготовления(4),

конкретный тип в своей группе (5), необязательное поле

показывает особенности данного компонента (6), быстроте

(7), тип корпуса (8), диапазон рабочих температур (9).

Далее рассмотрим подробно каждый из этих пунктов.

1. Фирма производитель

Чаще всего здесь стоит две или три буквы, которые

обозначают фирму производитель данного компонента, например:

AD - Analog DevicesAM - AMDAT - AtmelDS - Dallas, NationalMC - Motorola

P.S. Более подробно о сокращениях в названиях фирм

можно посмотреть здесь

2. Группа

2 - Постоянная память 4 - Память динамическая 6 - Оперативная статическая память 7 - Логика 8 - Микропроцессоры и микроконтроллеры

3. Группа или тип памяти

0 - Микропроцессоры 1 - Интегрированная периферия/память - если в поле 2

в поле 2 указана цифра 6.2 - Периферия - если в поле 2 указана цифра 8 или

статическое ОЗУ - если в поле 2 указана цифра 6.4 - Последовательная память7 - Электрически программируемая память (с УФ стиранием

или однократно программируемая) 8 - Электрически перепрограммируемая память 9 - Память Flash

P.S. "74" - это логика о ней будет сказано отдельно в статье о логике

4. Технология производства

- - NMOS С - CMOS, низкопотребляющая технология HС - High CMOS, высокоскоростной CMOS F - Flash, больше относится к технологии памяти LV - Low Voltage, микросхемы с питанием от 3,3 вольт

P.S. В логике типов технологий значительно больше, о ней

будет сказано отдельно в статье о логике

5. Конкретный тип

Данная цифра показывает конкретный тим микросхем.

Для памяти указывается об'ем в килобитах, но также

можно оценить разрядность для микросхем памяти,

если цифра 080 то это 8 Мбит с организацией скорее

всего 1Мбит на восемь разрядов, если цифра 008 то

это тоже 8Мбит, но с организацией 512 Кбит на 16 разрядов.

6. Особенности компонента

Это поле является не обязательным и может отсутствовать.

В данном поле стоит буквенное обозначение,

которое указывает на отличительные особенности данной

конкретной модели компонента: такие

как потребление, быстродействие или дополнительные

потребительские функции.

7. Быстродействие

Быстродействие указывается двумя или тремя цифрами.

Для процессоров и микроконтроллеров указывается в

мегагерцах, для памяти и PLD в наносекундах.

Для старых моделей может указываться индекс быстродействия,

который соотносится с реальным, исходя из конкретных

описаний компонента.

8. Тип корпуса

Более подробно о типах корпусов можно узнать из

соответствующего раздела страницы Типы Корпусов

9. Диапазон рабочих температур

В данной позиции стоит одна буква, указывающая рабочий

диапазон данной микросхемы.

- или C - Коммерческий диапазон температур (0 ... +70 С)I - Индустриальный диапазон температур (-40 ... +85 С)A - Автомобильный диапазон температур (-40 ... +125 С)M - Военный диапазон температур (-55 ... +125 С)

Постскриптум

Но как и в любом правиле здесь тоже существуют

исключения, например фирма Philips и Intel - эти фирмы

маркируют диапазон температур в начале названия

микросхемы. Более подробно с этим вопросом можно

ознакомиться на соотвествующих страницах нашего

сервера по системам обозначений:

штриховое кодирование - системы штрихового кодирования

могут быть полезны и предприятиям- изготовителяю

евроокна и стеклопакеты - для разработанных евроокон з

аказчик может провести подбор стеклопакетов в

зависимости от своих предпочтений.

lab201.jimdo.com

Условное графическое обозначение микросхем — МегаЛекции

Если принципиальные схемы электронных устройств, использующих ИМС, выполнять, полностью отображая их внутреннюю структуру с помощью условных графических обозначений (УГО) составляющих компонентов, то схема получится очень громоздкой и не наглядной.

Отображение на принципиальной схеме внутренней структуры ИМС становится своего рода избыточной информацией, затрудняющей составление и чтение схем. Разработчику электронной аппаратуры важно знать, из каких функциональных узлов можно создать то или иное устройство, а внутренняя структура узла зачастую его просто не интересует. Этим объясняется тот факт, что при составлении принципиальных схем цифровых и аналоговых устройств пользуются только обобщенными символами функциональных узлов.

УГО элементов (узлов) аналоговой и цифровой техники строят на основе прямоугольника.

В самом общем виде УГО может содержать основное и два дополнительных поля, расположенных по обе стороны от основного (рисунок 8).

Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков, по высоте – от числа выводов, интервалов между ними и числа строк информации в основном и дополнительных полях.

В основном поле указывают функциональное назначение элемента, а в дополнительных – метки, обозначающие функции или назначение выводов. В местах присоединения линий-выводов изображают специальные знаки (указатели), характеризующие их особые свойства (инверсные, динамические и т.д.).

Группы выводов могут быть разделены увеличенным интервалом или помещены в обособленную зону. Согласно стандарту, ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополнительных – не менее 5 мм, расстояние между выводами – 5 мм.

Рисунок 8

Выводы элементов схемы делятся на входы, выходы, двунаправленные выводы (служат как для ввода, так и для вывода информации) и выводы, не несущие информации (например, для подключения питания, внешних RC-цепей и т.п.).

Входы изображают слева, выходы – справа, остальные выводы – с любой стороны УГО. При необходимости разрешается поворачивать обозначение на угол 90° по часовой стрелке, т.е. располагать входы сверху, а выходы снизу.

Функциональное назначение элемента указывают в верхней части основного поля УГО. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков, записываемых без пробелов. Примеры обозначений основных функций приведены в табл. 2.2. Сложные функции образуют из простых, располагая их в последовательности обработки сигнала.

Назначение выводов указывают метками, помещаемыми напротив них в дополнительных полях. Как и обозначения функций элементов, они могут состоять из букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков. Например, вывод установки ИМС в состояние «1» обозначается как S (Set), а сброс схемы в нулевое состояние – как R (Reset).

Таблица 3 - Примеры обозначений основных функций ИМС

Функция	Обозначение
Память Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)	M RAM ROM
Логическое И	&
Регистр: общее обозначение со сдвигом слева направо с реверсивным сдвигом	RG RG → RG ↔
Счетчик двоичный	CT2
Счетчик десятичный	CT10
Триггер: общее обозначение двухступенчатый	T TT
Набор резисторов	*R
Генератор	G
Компаратор (сравнение)	= =
Усилитель	>
Преобразователь цифро-аналоговый	# / Ù
Преобразователь аналого-цифровой	Ù / #

Корпуса микросхем

Студент должен:

знать:

· типы корпусов интегральных микросхем.

Для защиты ИМС от внешних воздействий их помещают в стандартизированные герметизированные корпуса.

Ниже представлены наиболее распространенные серии корпусов микросхем.

Корпус типа DIP (Dual Inline Package ) (выводы микросхемы выходят за пределы проекции корпуса и перпендикулярны плоскости корпуса с шагом 2,5мм. Такой корпус может выполняться пластмассовым, керамическим, металлокерамическим и иметь число выводов быть 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 или 56.

Рисунок 9

Назначение каждого из выводов микросхемы приводится в справочниках по микросхемам.

Планарный корпус планарный (выводы микросхемы перпендикулярны плоскости основания) с шагом 1,25мм. Габариты ИМС определяет количество выводов из корпуса. В зависимости от сложности логических узлов ИМС могут иметь 14,16,24 и более выводов.

SOIC (Small Outline Integral Circuit).Планарная микросхема – корпус микросхем, предназначенный для поверхностного монтажа, занимающий на печатной плате на 30-50% меньше площади чем аналогичный корпус DIP, а также имеющий на 50-70% меньшую толщину. Обычно в обозначении также указывается число выводов. Количество ножек и их нумерация – такие же как у DIP .

Шаг выводов – 1,25 мм (отечественный) или 1,27 мм. (импортный).

Ширина выводов – 0,33...0,51.

LCC (Leadless Chip Carrier) представляет собой низкопрофильный квадратный керамический корпус с расположенными на его нижней части контактами, предназначенный для поверхностного монтажа.

PLCC (Plastic J-leaded Chip Carrier).Квадратный (реже - прямоугольный) корпус. Ножки расположены по всем четырем сторонам, и имеют J -образную форму (концы ножек загнуты под брюшко).

Микросхемы либо запаиваются непосредственно на плату (планарно), либо вставляются в панельку. Последнее – предпочтительней.

Количество ножек – 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.

Шаг ножек – 1,27 мм.

Ширина выводов – 0,66...0,82.

Нумерация выводов – первая ножка возле ключа, увеличение номера против часовой стрелки:

TQFP (Thin Quad Flat Package).Нечто среднее между SOIC и PLCC .

Квадратный корпус толщиной около 1мм, выводы расположены по всем сторонам.

Количество ножек – от 32 до 144.

Шаг – 0,8 мм

Ширина вывода – 0,3...0,45 мм

Нумерация – от скошенного угла (верхний левый) против часовой стрелки.

TSOP (Thin Small-Outline Package) тонкий малогабаритный корпус, разновидность SOP корпуса микросхем. Часто применяется в области DRAM, особенно для упаковки низковольтных микросхем из-за их малого объёма и большого количества штырьков.

SSOP (Shrink small-outline package) (уменьшенный малогабаритный корпус) разновидность SOP корпуса микросхем, предназначенного для поверхностного монтажа. Выводы расположены по двум длинным сторонам корпуса.

SIP (Single In-line Package) – плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по длинной стороне. Обычно в обозначении также указывается число выводов.

ZIP (Zigzag-In-line Package) - плоский корпус для вертикального монтажа в отверстия печатной платы со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно.

Параметры микросхем

Студент должен:

знать:

· Основные параметры интегральных микросхем.

Каждая цифровая микросхема оценивается рядом параметров, обусловленных внутренней структурой и конструктивным исполнением. Некоторые из этих параметров касаются конкретной микросхемы, другие характеризуют все изделия данной серии.

Микросхемы имеют следующие общие основные параметры:

Быстродействие

Быстродействиехарактеризуется максимальной частотой смены входных сигналов, при которой еще не нарушается нормальное функционирование. Это один из важнейших параметров, так как определяет время обработки информации.

Для оценки временных свойств микросхем пользуются так называемой задержкой распространения сигнала, которая представляет собой интервал времени между входными и выходными импульсами, измеренными на уровне 0,5Um. Времена задержки распространения сигнала при включении t1,0зд.р и при выключении t0,1зд.р близки, но не равны. Обычно пользуются усредненным параметром, который называют средним временем задержки распространения (рисунок 9).

tзд.р.ср.=0,5(t1,0зд.р + t0,1зд.р )

Рисунок 9

Иногда пользуются близкими параметрами – временем задержки включения t1,0зд и выключения t0,1зд. Они измеряются на уровнях 0,1Um и 0,9 Um соответственно.

Применительно к последовательностным устройствам (триггерам, счетчикам и д.р.) используют некоторые дополнительные временные параметры, обусловленные принципом действия, такие как время задержки переключения, максимальная частота переключений и некоторые другие.

megalektsii.ru

Каталог товаров