Условные графические обозначения цифровых микросхем
Классификация и система обозначений цифровых микросхем
Логические элементы ЭВТ
Цифровые микросхемы предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по законам дискретной функции. Они применяются для построения ЦВМ, а также цифровых узлов измерительных приборов, аппаратуры автоматического управления, связи и т. д.
По конструктивно-технологическому исполнению все цифровые ИС делятся на группы. По характеру выполняемых функций в аппаратуре ИС подразделяются на подгруппы (например, логические элементы, триггеры и т.д.) и виды внутри подгрупп (например, триггеры с задержкой, триггеры универсальные и т.д.). Разделение цифровых ИС на подгруппы и виды по функциональному назначению приведены в таблице 1.3.1.1.
Таблица 1.3.1.1. Подгруппы и виды ЦИС
| Подгруппа и вид ИС | Обозначение |
| Схемы арифметических и дискретных устройств: | ИА |
| шифраторы | ИВ |
| дешифраторы | ИД |
| счетчики | ИЕ |
| комбинированные | ИК |
| полусумматоры | ИЛ |
| сумматоры | ИМ |
| прочие | ИП |
| регистры | ИР |
| Логические элементы | |
| И-НЕ | ЛА |
| И-НЕ/ИЛИ-НЕ | ЛБ |
| расширители | ЛД |
| ИЛИ-НЕ | ЛЕ |
| И | ЛИ |
| И-ИЛИ-НЕ/И-ИЛИ | ЛК |
| ИЛИ | ЛЛ |
| ИЛИ-НЕ/ИЛИ | ЛМ |
| НЕ | ЛН |
| прочие | ЛП |
| И-ИЛИ-НЕ | ЛР |
| И-ИЛИ | ЛС |
| Схемы запоминающих устройств (ЗУ) | |
| ассоциативные ЗУ | РА |
| матрицы постоянных ЗУ | РВ |
| матрицы оперативных ЗУ | РМ |
| постоянные ЗУ (масочные) | РЕ |
| прочие | РП |
| постоянные ЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммирования | РТ |
| оперативные ЗУ | РУ |
| постоянные ЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации | РФ |
| Триггеры | |
| универсальные (типа JK) | ТВ |
| динамические | ТД |
| комбинированные | ТК |
| Шмитта | ТЛ |
| с задержкой (типа D) | ТМ |
| прочие | ТП |
| с раздельным запуском (типа RS) | ТР |
| счетные (типа Т) | ТТ |
Сведения о подгруппе и виде микросхемы содержатся в ее условном обозначении.
В соответствии с ГОСТ 17021—75 обозначение цифровых ИС должно состоять из четырех элементов. Первый из них — цифра (1, 5, 7), обозначающая группу ИС. Она определяется конструктивно-технологическим исполнением ИС. Второй элемент — две или три цифры (от 00 до 99 либо от 000 до 999), указывающие порядковый номер разработки серии ИС. Третий элемент — две буквы, обозначающие подгруппу и вид микросхемы, определяющие основные функциональные назначения ИС (таблица). Четвертый элемент — число, обозначающее порядковый номер разработки ИС по функциональному признаку в данной серии.
Два первых элемента обозначают серию ИС. Под серией понимают совокупность типов ИС, которые могут выполнять различные функции, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначены для совместного приме нения.
Пример условного обозначения интегральной полупроводниковой логической микросхемы К155ЛА3, представляющей логичесий элемент И-НЕ с порядковым номером разработки серии — 55, порядковым номером разработки данной схемы в серии по функциональному признаку — 3 приведен ниже (рисунок 1.3.1.1.)
Рисунок 1.3.1.1.
При необходимости разработчик ИС имеет право после порядкового номера разработки ИС по функциональному признаку в данной серии дополнительно поместить букву (от А до Я), обозначающую отличие электрических параметров ИС одного типа (например, 531ЛА1П). Конечная буква при маркировке может быть заменена точкой. Цвет ее указывается в технических условиях (ТУ) на ИС конкретных типов. Для микросхем, используемых в устройствах широкого применения, в начале обозначения добавляется буква К.(например, К1533ЛАЗ). Как правило, ИС с буквой К отличаются от микросхем, не имеющих ее, условиями приемки на заводе-изготовителе, т. е. отличаются не только диапазоном температур, при которых они могут быть использованы, но и численными значениями некоторых параметров.
В последнее время для некоторых ИС после буквы К ставится дополнительная буква, указывающая особенность конструктивного исполнения (например, КР, КМ, КФ).
Для бескорпусных ИС перед цифровым обозначением серии добавляют букву Б, а после обозначения порядкового номера разработки ИС по функциональному признаку в данной серии (или после дополнительного буквенного обозначения) через дефис указывают цифру, характеризующую модификацию конструктивного исполнения (например, Б133ЛА3-1). В таблице приведены обозначения конструктивного исполнения для различных модификаций бескорпусных ИС.
Модификация конструктивного исполнения бескорпусных интегральных мікросхем (таблица 1.3.1.2)
Таблица 1.3.1.2.
| Характеристика конструктивного исполнения микросхем (модификация) | Обозначение конструктивного исполнения |
| С гибкими выводами С ленточными (паучковыми) выводами С жесткими выводами На обшей пластине (нераздельные) Раздельные без потери ориентировки С контактными площадками без выводов (кристалл) |
Согласно ГОСТ 2.743-82 условное графическое обозначение (УГО) элемента цифровой логики имеет форму прямоугольника, к которому подводят линии выводов. УГО элементов может содержать три поля: основное и два дополнительных. Дополнительные поля располагают слева и справа от основного. Допускается дополнительные поля разделять на зоны, которые отделяют горизонтальной чертой. В первой строке основного поля помещают обозначение функции, выполняемой элементом. В дополнительных полях помещают информацию о функциональных назначениях выводов. Линии выводов характеризуются меткой и указателем. Метка – это наименование вывода. Указатель характеризует свойства вывода. Входы элемента изображают с левой стороны УГО, выходы – с правой стороны. Размеры УГО определяются по высоте:
- количеством линий выводов;
- количеством интервалов;
- количеством строк информации в основном и дополительных полях;
- размером шрифта;
по ширине:
- наличием дополнительных полей;
- количеством знаков, помещаемых в одной строке внутри УГО;
- размером шрифта.
Расстояние между линиями выводов должно быть не менее и кратным величине «С» (минимальное «С» = 5 мм).
Расстояние между горизонтальной стороной УГО, границей зоны и линией вывода должно быть не менее и кратным «С/2» (рисунок 1.3.2.1.)
Рисунок 1.3.2.1.
Начертание и размеры условных графических обозначений (далее для краткости — УГО) элементов должны быть такими, как указано в стандартах.
Составляя схему устройства, следует придерживаться общепринятого правила вход — слева, выход — справа
УГО наиболее часто встречающихся в схемах элементов и их размеры в масштабе 1:1 приведены на рисунке. Возле каждого элемента (желательно сверху или справа) должно быть указано его позиционное обозначение (R1, R2.. , С1, С2 и г д.). Нумеровать элементы необходимо слева направо — сверху вниз, например, так:
R1 R4 R7 R9
R2 R5
R3 R6 R8 R10
Для упрощения схем нередко используют слияние линий электрической связи в одну так называемую групповую линию связи, которую изображают утолщенной линией. В непосредственной близости от мест входа в групповую линии обычно нумеруют. Вместо номеров можно использовать буквенные обозначения сигналов, иногда это упрощает чтение схемы. Минимальное расстояние между соседними линиями, отходящими от групповой в разные стороны, должно быть не менее 2 мм (в масштабе 1:1). Линии, выходящие из конца линии групповой связи, изображают линиями нормальной толщины.
УГО микросхем цифровой и аналоговой техники построены на основе прямоугольников, называемых полями. УГО простейших устройств (например, логических элементов) состоят только из основного поля, в более сложных к нему добавляют одно или два дополнительных, располагаемых слева и справа. В основном поле помещают надписи и знаки, обозначающие функциональное назначение элемента или микросхемы, в дополнительных – так называемые метки, поясняющие назначение выводов. Ширина полей определяется числом знаков (с учетом пробелов) Минимальная ширина основного поля – 10, дополнительных – 5 мм. Расстояние между выводами, а также между выводом и горизонтальной стороной УГО или границей зоны, отделяющей одни выводы от других, – 5 мм (все размеры в масштабе 1:1).
В местах присоединения линий-выводов изображают специальные знаки (указатели), характеризующие их особые свойства, небольшой кружок (инверсия), наклонную черточку ("/" – прямой, "\" – инверсный динамический вход), крестик (вывод, не несущий логической информации, например, вывод питания).
В правом поле УГО цифровых микросхем иногда помещают знаки, построенные на основе ромбика. Если он снабжен черточкой сверху, это означает, что данный вывод соединен с коллектором р-п-р транзистора, эмиттером n-p-п транзистора, стоком полевого с р-каналом или истоком транзистора с n-каналом. Если же названные электроды принадлежат транзисторам противоположной структуры или приборам с каналом противоположного типа, черточку помещают снизу. Ромбиком с черточкой внутри обозначают вывод с так называемым состоянием высокого выходного сопротивления (Z-состоянием)
Чтобы не загромождать схему цепями питания цифровых микросхем, соответствующие выводы в их УГО обычно не изображают, а чтобы было ясно, к каким выводам подводится питание, в местах, откуда оно поступает (выход источника питания, цепь, к которой подключается внешний источник), помещают стрелки с адресами, например, "К выв. 14 DD1, DD2, выв 10 DD3, DD4, выв. 16 DD5, DD6"
И, наконец, – об УГО используемых в структурных и функциональных схемах. Их основа – квадрат, в котором указывается функциональное назначение устройства. В частности, символ генератора помимо буквы G, может содержать область частот (одна синусоида – низкие частоты, две – звуковые, три – высокие), конкретное значение частоты (например, 500 кГц), форму колебаний в виде упрощенной осциллограммы, наличие стабилизации частоты и т. д.
Два или три символа синусоиды используют также для указания назначения фильтров, но здесь они обозначают полосы частот. Например, в УГО фильтров верхних (ФВЧ) и нижних частот (ФНЧ) две синусоиды символизируют колебания частот, лежащих выше и ниже частоты раздела (в первом случае зачеркнута нижняя синусоида, следовательно, устройство пропускает сигналы с частотой выше частоты среза, во втором — верхняя, что говорит о пропускании сигналов ниже этой частоты). В УГО полосового и режекторного фильтров — три синусоиды. Как и в предыдущем случае, пропускаются полосы частот, обозначенные не зачеркнутыми синусоидами: если зачеркнуты верхняя и нижняя, — фильтр полосовой, а если средняя, — режекторный.
Усилители обозначают либо квадратом с треугольником — символом усиления — внутри, либо равносторонним треугольником (вершина с выводом выхода — направление передачи сигнала). Предпочтительно второе УГО: оно более наглядно и к тому же позволяет указать в нем, например, число каскадов устройства (его вписывают в треугольник).
УГО линий задержки вместо символов сосредоточенных и распределенных параметров могут содержать численное значение времени задержки, а также знаки, обозначающие способ преобразования: пьезоэлектрический (в виде символа кварцевого резонатора), маг-нитострикционный (две горизонтально расположенные полуокружности) (рисунок 1.3.2.2.)
Рисунок 1.3.2.2.