Famiglie logiche

Famiglie logiche e memorie

Definizione "digitale"

Transistor: Amplificatore, interruttori elettronici comandati.

Oggetto per calcolo: Deve avere più stati e deve essere regolabile (può cambiare stato).

Storia dei calcolatori

1942 - Primo calcolatore a valvole.

1947 - Creazione del transistor.

Computer

Computer = Sistema digitale.

Unità logica

L'unità logica esegue operazioni logiche e per il suo funzionamento è necessaria la memoria.

Memorie

Banchi di memoria che contengono molti bit.

Registri: Memorie piccole di pochi byte (per operazioni intermedie). Vicina all'unità logica in cui si può leggere e scrivere velocemente.

Contatore: Registro che tiene conto dei colpi di clock.

Clock

Dispositivo elettronico che in uscita dà un valore che va tra alto e basso (2 stati).

Input/Output

Utilizzato per acquisire e fornire dati.

Tutte le parti del computer comunicano tra di loro attraverso i bus.

PCI - Express

Tipologia QHS. Dispositivo. Memoria riservata al dispositivo. Unità logica in grado di implementare delle "funzioni logiche".

Ogni ingresso può avere 2 stati (1, 0)

Porte logiche

Porta NOT → Z

Famiglia logica

Q = CV "capacità parassita".

Quando i 2 interruttori sono aperti:

V_O = V_CC(1 - e^-t/RC)

Calcolo di t_PCH

1. V_CC = V_CC(1 - e^-t/RC)
2. 1/2 = 1 - e^-t/RC
3. e^-t/RC = 1/2
4. -t/RC = ln(1/2) → t_PCH = RC ln(2)

Problemi

• Consumi statici elevati
• Tempi di commutazione nulli (=0)

Formula

C/K Ln/mn (1 + ^W_p/_Ln ^mp/_mn) mp/mn = 1/3 V_p/V_n = 1

Dimostrazione

1. G_n = C_ox W_Ln/Ln / G_p = C_ox W_p/L_p
2. K_p = K_n = C_ox W_Ln mn/Ln
3. ^C₂/_K = ^{C_ox W_Ln mn       +           C_ox W_p mp}/L_n

Proprietà dei MOSFET

L_p = ^{W_p mp Ln}/_{Wn mn}.

Più i MOSFET sono corti, più rapidi sono i tempi di propagazione. Per i MOSFET usati per amplificazione...

Energia

• E = CV_DD²
• E = V_DDI_maxt_p
• E = 1/2 V_DDkt (V_DD-V_F)² C
• E ∝ a C

Considera il Triangolo