Slides sobre revisão de TTL

Níveis de tensão em TTL
5V
Revisão de TTL
Jun Okamoto Jr.
0V
Níveis de tensão em TTL
Níveis de tensão em TTL
5V
5V
Tensão de
alimentação
(VCC)
Tensão de
alimentação
(VCC)
0V
0V
Terra (GND)
Níveis de tensão em TTL
Níveis de tensão em TTL
5V
Tensão de
alimentação
(VCC)
5V
Quais são as tensões
para os níveis lógicos
HIGH e LOW?
Tensão de
alimentação
(VCC)
DE
0V
Terra (GND)
Quais são as tensões
E!
Dlógicos
para os níveis
N
HIGH eELOW?
0V
Terra (GND)
P
Níveis de tensão em TTL
Saída
5V
Níveis de tensão em TTL
Entrada
Saída
5V
5V
HIGH
Entrada
5V
HIGH
2,4V
LOW
0V
0V
Níveis de tensão em TTL
Saída
5V
LOW
0V
Níveis de tensão em TTL
Entrada
Saída
Entrada
5V
5V
HIGH
0V
5V
HIGH
2,4V
2,4V
2,0V
LOW
0,4V
0V
0V
Níveis de tensão em TTL
Saída
5V
0V
Correntes em TTL
5V
Qual é a direção da corrente
numa saída TTL?!
E numa entrada TTL?
2,4V
2,0V
0,4V
0V
0,4V
0V
Entrada
HIGH
LOW
LOW
0,8V
0V
Correntes em TTL
Correntes em TTL
!
Ecorrente
Qual é a direção da
NDTTL?!
numa saída
E
E numa entrada
TTL?
P
DE
Correntes em TTL
Correntes em TTL
Entradas
Porta Lógica
TTL
Saída
Correntes em TTL
HIGH
Correntes em TTL
HIGH
Correntes em TTL
Correntes em TTL
i1
HIGH
i2
iH
i1
HIGH
i2
iH
i3
i3
iH = i1 + i2 + i3 + i4
i4
Correntes em TTL
i4
Correntes em TTL
LOW
Correntes em TTL
Correntes em TTL
i1
i2
iL
LOW
LOW
i3
i4
Correntes em TTL
Correntes x Tecnologia
i1
i2
iL
LOW
i3
iL = i1 + i2 + i3 + i4
i4
Correntes x Tecnologia
•
A tecnologia de fabricação determina a corrente e
a velocidade e as tensões variam um pouco
Correntes x Tecnologia
•
A tecnologia de fabricação determina a corrente e
a velocidade e as tensões variam um pouco
•
Código do componente
SN74xx00A
Versão
Função lógica
Tecnologia de fabricação
Família
Fabricante
Exemplo de TTL
Tecnologia Standard
Logic symbols
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia Standard
Tecnologia Standard
Notação: IOH - Corrente de saída para nível
lógico High
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia Standard
Tecnologia Standard
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia Standard
Fan-out
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Fan-out
Fan-out
HIGH
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
HIGH
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
Fan-out
Fan-out
40 μA
HIGH
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
40 μA
iH
40 μA
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
40 μA
HIGH
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
40 μA
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
40 μA
40 μA
iH = 4 x 40 μA = 160 μA = 0,16 mA
Fan-out
Fan-out
40 μA
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
HIGH
40 μA
iH
40 μA
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
40 μA
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
40 μA
iH
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
Fan-out
Fan-out
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
LOW
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
LOW
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
Fan-out
Fan-out
1,6 mA
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
1,6 mA
iL
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
LOW
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
1,6 mA
1,6 mA
1,6 mA
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
1,6 mA
iL
LOW
1,6 mA
1,6 mA
iL = 4 x 1,6 mA = 6,4 mA
Fan-out
Tecnologia LS
•
Low Power Schotky
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
iHMAX = n x IIH ≤ IOH
iLMAX = n x IIL ≤ IOL
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia LS
•
Tecnologia LS
Low Power Schotky
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia LS
Tecnologia S
•
•
High Speed Schotky
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia S
Tecnologia S
High Speed Schotky
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tecnologia S
Exercício sobre Fan-out
TTL Standard
TTL LS
TTL S
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 16 mA (entrando)
Saída!
IOH = 0,4 mA (saindo)
IOL = 8 mA (entrando)
Saída!
IOH = 1 mA (saindo)
IOL = 20 mA (entrando)
Entrada!
IIH = 40 μA (entrando)
IIL = 1,6 mA (saindo)
Entrada!
IIH = 20 μA (entrando)
IIL = 0,4 mA (saindo)
Entrada!
IIH = 50 μA (entrando)
IIL = 2 mA (saindo)
In\Out
STD
STD
10(H)/10(L)
LS
S
LS
S
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Velocidade de chaveamento
•
Velocidade de chaveamento
Tempo de propagação entre um determinado nível
da entrada para a saída mudar de LOW para HIGH
(TPLH) ou de HIGH para LOW (TPHL)
IN
IN
OUT
OUT
tPLH
tPHL
Texas Instruments, Inc. SN5400, SN54LS00, SN54S00, SN7400, SN74LS00, SN74S00 Quadruple 2-Input Positive-NAND Gates; 2003
Tipos de saída de TTL
•
Totem-pole
•
Open-collector
•
Tri-state
Totem-pole
Totem-pole
Totem-pole
<=>
http://www.vivaboo.com/history-stands-tall-thanks-to-the-stanley-park-totem-poles/
Saída TTL LS do 74LS00
Totem-pole
HIGH
Totem-pole
Transistor !
Saturado
Totem-pole
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
HIGH
HIGH
Totem-pole
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
HIGH
Totem-pole
Transistor !
Saturado
Totem-pole
HIGH
Transistor !
Cortado
Queda de tensão no resistor e
no transistor, por isso 2,4V (min)
Totem-pole
Totem-pole
Transistor !
Cortado
LOW
LOW
Totem-pole
Transistor !
Cortado
Transistor !
Saturado
Totem-pole
Transistor !
Cortado
LOW
Transistor !
Saturado
LOW
Totem-pole
Totem-pole
Transistor !
Cortado
Transistor !
Saturado
LOW
Queda te tensão somente no
transistor, por isso 0,4V (max)
Totem-pole
Totem-pole
Entradas
Saída
Essa ligação está
OK?
Saída
Totem-pole
NÃ
O.
rto
Cu
Cir
ito
cu
a
tr e
en
ss
as
aíd
Essa ligação está
OK?
Totem-pole
Totem-pole
HIGH
HIGH
Totem-pole
HIGH
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
Totem-pole
HIGH
HIGH
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
i1
i2
iH1
HIGH
Totem-pole
HIGH
HIGH
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
i1
i2
iH1
i3
iH2
i3
iH2
iH1 + iH2 = i1 + i2 + i3
iH1 + iH2 = i1 + i2 + i3
OK
Totem-pole
Totem-pole
LOW
LOW
Totem-pole
LOW
Totem-pole
LOW
LOW
LOW
i1
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
i2
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
iL1
i3
iL2
Totem-pole
LOW
iL1 + iL2 = i1 + i2 + i3
Totem-pole
LOW
i1
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
i2
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
iL1
i3
iL2
iL1 + iL2 = i1 + i2 + i3
OK
Totem-pole
Totem-pole
LOW
LOW
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
HIGH
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
Totem-pole
LOW
Open-collector
HIGH
Estágio de saída !
do 74LS06
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
Transistor !
Saturado
I
Texas Instruments, Inc. SN54LS06, SN74LS06, SN74LS16 Hex Inverter Buffer/Drivers with Open-collector High-Voltage Outputs; 2003
Open-collector
Open-collector
VCC
VCC
HIGH
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
Open-collector
i1
VCC
HIGH
iH
VCC
i2
i3
Transistor !
Saturado
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
iH = i1 + i2 + i3
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
LOW
Open-collector
VCC
Open-collector
i1
i4
i2
Transistor !
Saturado
iL
LOW
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
i3
iL1 = i1 + i2 + i3 + i4
Texas Instruments, Inc. SN54LS06, SN74LS06, SN74LS16 Hex Inverter Buffer/Drivers with Open-collector High-Voltage Outputs; 2003
Open-collector
Open-collector
VCC
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Texas Instruments, Inc. SN54LS06, SN74LS06, SN74LS16 Hex Inverter Buffer/Drivers with Open-collector High-Voltage Outputs; 2003
Open-collector
Open-collector
VCC
VCC
HIGH
HIGH
Transistor !
Cortado
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
HIGH
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
Open-collector
i1
VCC
VCC
i2
iH
HIGH
i3
HIGH
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Transistor !
Cortado
iH = i1 + i2 + i3
OK
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
Open-collector
VCC
VCC
HIGH
HIGH
Transistor !
Cortado
LOW
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Transistor !
Saturado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
VCC
Open-collector
VCC
i1
i4
i2
HIGH
Transistor !
Cortado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
LOW
Transistor !
Saturado
iL
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
i3
iL = i1 + i2 + i3 + i4
OK
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
Open-collector
VCC
VCC
LOW
LOW
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
LOW
Transistor !
Saturado
Transistor !
Saturado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Transistor !
Saturado
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
VCC
i1
i4
i2
LOW
Transistor !
Saturado
LOW
iL2
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
Transistor !
Saturado
iL1
i3
Saída Y1
Saída Y2
Entradas
HIGH
HIGH
HIGH
HIGH
LOW
LOW
LOW
HIGH
LOW
LOW
LOW
LOW
iL1 + iL2 = i1 + i2 + i3 + i4
OK
1/6 SN74LS06!
(só estágio de saída)
Open-collector
Open-collector
Saída Y1
Saída Y2
Entradas
Saída Y1
Saída Y2
Entradas
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
Wired AND
Tri-sate
Tri-state
50 Ω
Lógica
de
controle
controle 3-state
Texas Instruments, Inc. SN54LS240, SN54LS241, SN54LS244, …, Octal Buffers and Line Drivers with 3-State Outputs; 2010
Tri-state
Tri-state
50 Ω
50 Ω
Transitor A
Lógica
de
controle
Lógica
de
controle
Transitor B
controle 3-state
B
Estado
S
S
não ocorre
S
C
nível lógico HIGH
C
S
nível lógico LOW
C
C
3-state
controle 3-state
Tri-state
Tri-state
50 Ω
Transitor A
Lógica
de
controle
Transitor B
controle 3-state
A
50 Ω
A
B
Estado
S
S
não ocorre
S
C
nível lógico HIGH
C
S
nível lógico LOW
C
C
3-state
Em 3-state a saída Y é
desligada do circuito
(saída em alta impedância)
Transitor A
Lógica
de
controle
Transitor B
controle 3-state
Controle 3-state
Estado da saída
0
níveis lógicos TTL
1
em alta impedância
A
B
Estado
S
S
não ocorre
S
C
nível lógico HIGH
C
S
nível lógico LOW
C
C
3-state
Em 3-state a saída Y é
desligada do circuito
(saída em alta impedância)
Buffer Bidirecional
A
Barramento
B
▽
bidirecional
bidirecional
CPU
Memória
I/O
▽
controle 3-s
controle 3-s
direção
0
B→A
1
A→B
buffer
bidirecional
Memória
Memória
Circuitos
combinatórios
Saída é função direta
da entrada atual
Circuitos
combinatórios
Circuitos
sequenciais
Saída depende da
entrada e do estado
anterior do circuito
i
Circuitos
ór
sequenciais
m
a
e
M
Flip-flop
•
Tipo R-S
Saída é função direta
da entrada atual
Saída depende da
entrada e do estado
anterior do circuito
Flip-flop
•
Tipo R-S
•
Tipo J-K
•
Tipo J-K
•
Tipo D
•
Tipo D
•
Tipo T
•
Tipo T
D
Q
> CLK
Q
Flip-flop
Flip-flop tipo D
D
•
Tipo R-S
•
Tipo J-K
•
Tipo D
•
Tipo T
D
Q
> CLK
Q
CLK
largura do pulso de clock
Q
CLK
D
Q
↑
H
H
↑
L
L
L
x
D
Q
> CLK
Q
CLK
largura do pulso de clock
Q
tempo de setup
tempo de hold
tempo de propagação
Q
Flip-flop tipo D
D
tempo de setup
tempo de hold
tempo de propagação
Flip-flop tipo D
Texas Instruments, Inc. SN54LS74A, 74LS74A Dual D-Type Positive-Edge-Triggered Flip-Flops with Preset and Clear; 1988
Flip-flop tipo D