Układ cyfrowy: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana]

[wersja nieprzejrzana]

Usunięta treść Dodana treść

Jednokolumnowy

Wersja z 09:20, 16 lis 2021

Układy cyfrowe, także układy logiczne - układy operujące na wartościach dyskretnych. Układy cyfrowe budowane są w oparciu o bramki logiczne realizujące elementarne operacje logiczne: iloczyn logiczny (AND, NAND), sumę logiczną (OR, NOR), negację NOT, różnicę symetryczną (XOR). Tworzone są układy o logice sekwencyjnej i kombinacyjnej. Początkowo układy cyfrowe były realizowane jako układy mechaniczne, następnie elektromechaniczne, współcześnie tworzone są układy elektroniczne. Złożone układy cyfrowe wykonuje się w postaci układów scalonych.

Zalety układów cyfrowych:

Możliwość bezstratnego kodowania i przesyłania informacji.
Uproszczony zapis i przechowywanie informacji cyfrowej.
Mniejsza wrażliwość na zakłócenia elektryczne.
Możliwość tworzenia układów programowalnych, których działanie określa program komputerowy (patrz: mikroprocesor, koprocesor).

Wady układów cyfrowych:

Skomplikowanie zarówno na poziomie elektrycznym, jak i logicznym; obecnie ich projektowanie wspomagają komputery (patrz: język opisu sprzętu).
Mimo większej odporności na zakłócenia, wykrywanie przekłamań stanów logicznych, np. pojawienie się wartości 0 zamiast spodziewanej 1, wymaga dodatkowych zabezpieczeń (patrz: kod korekcyjny) choć nie zawsze jest możliwe wykrycie błędu; jeszcze większy problem stanowi ewentualne odtworzenie oryginalnej informacji.

Klasyfikacja układów cyfrowych

Ze wzglę. high) i niski (ozn. L, z ang. low); pomiędzy nimi jest przerwa, dla której nie określa się wartości liczbowej – jeśli napięcie przyjmie wartość z tego przedziału, to stan logiczny układu jest nieokreślony.

Jeśli do napięć wysokich zostanie przyporządkowana logiczna jedynka, a do niskich logiczne zero, wówczas mówi się, że układ pracuje w logice dodatniej (inaczej zwanej pozytywną), w przeciwnym razie mamy do czynienia z logiką ujemną (lub negatywną).

Zobacz też

język opisu sprzętu (HDL)
technika cyfrowa

@@ Linia 13: / Linia 13: @@
 == Klasyfikacja układów cyfrowych ==
+Ze wzglę. ''high'') i '''niski''' (ozn. '''L''', z ang. ''low''); pomiędzy nimi jest przerwa, dla której nie określa się wartości liczbowej – jeśli napięcie przyjmie wartość z tego przedziału, to stan logiczny układu jest '''nieokreślony'''.
-Ze względu na sposób przetwarzania informacji rozróżnia się dwie główne klasy układów logicznych:
-# [[Układ kombinacyjny|Układy kombinacyjne]] – układy „bez pamięci”, w których sygnały wyjściowe są zawsze takie same dla określonych sygnałów wejściowych;
-# [[Układ sekwencyjny|Układy sekwencyjne]] – układy „z pamięcią”, w których stan wyjść zależy nie tylko od aktualnego stanu wejść, ale również od stanów poprzednich.
-Ze względu na technologie w jakiej wykonano bramki logiczne:
-* bipolarne:
-** [[Transistor-transistor logic|TTL]] (ang. ''Transistor-Transistor Logic''),
-** [[ECL]] (''Emitter Coupled Logic''),
-** [[Integrated Injection Logic|I²L]] (''Integrated Injection Logic'').
-* unipolarne:
-** [[MOSFET|NMOS]] i [[MOSFET|PMOS]],
-** [[CMOS]] (''Complementary MOS'').
-Ostatnimi laty bardzo popularne stały się programowalne układy cyfrowe. W odróżnieniu od programowalnych [[mikroprocesor]]ów, w tym przypadku programowana jest fizyczna struktura układu oparta na:
-* matrycach:
-** [[Programmable Logic Arrays (PLA)|PLA]],
-** [[PAL (elektronika)|PAL]].
-* komórkach:
-** [[SPLD]],
-** [[CPLD]],
-** [[Field Programmable Gate Array|FPGA]].
-== Ograniczenia techniczne ==
-[[Plik:uklady cyfrowe LH.svg|frame|Przedziały napięć w układzie logicznym]]
-Ze względu na różne czynniki, takie jak wahania napięcia zasilającego, zakłócenia zewnętrzne, rozrzut parametrów itp., sygnały przetwarzane w układach cyfrowych nie mają ściśle określonych wartości, stąd też liczby przypisuje się nie wartościom napięć, ale przedziałom napięć.
-W układach logicznych, gdzie są zdefiniowane tylko dwie wartości liczbowe, rozróżnia się dwa przedziały napięć: '''wysoki''' (ozn. '''H''', z ang. ''high'') i '''niski''' (ozn. '''L''', z ang. ''low''); pomiędzy nimi jest przerwa, dla której nie określa się wartości liczbowej – jeśli napięcie przyjmie wartość z tego przedziału, to stan logiczny układu jest '''nieokreślony'''.
 Jeśli do napięć wysokich zostanie przyporządkowana logiczna jedynka, a do niskich logiczne zero, wówczas mówi się, że układ pracuje w ''logice dodatniej'' (inaczej zwanej ''pozytywną''), w przeciwnym razie mamy do czynienia z ''logiką ujemną'' (lub ''negatywną'').