Digital electronics and microelectronics
CH1: systems of numeration and codes
Introduction in digital electronics,
The use of digital components and digital systems is using nowadays too much, wide applications... There is only to look around us, and in all the applications we found electronics and microelectronics,
The explosion of the microelectronics and the architecture are giving a complex systems and producesd very high complex applications in many fields.
A bigger and bigger number of applications are (digital camera, car, industry, washing machine, etc.) using the digital electronics.
We found, until the appearance of the microprocessor, two big sectors in the field of the digital systems.
This division remained at the manufacturer's of computers where we
still find:
· the material department (hardware)
· the software department or the programming (software)
The appearance of the microprocessor has the effect of diminishing the importance of the hardware and of causing a displacement of the means for processing circuits and signals to complex applications.
As a result, we are increasingly confronted with programs and electronic applications that pinpoint the machine.
This requires the programmers to know better the hardware (hardware, microcontrollers, ....) To better "paste" or develop the application with the program.
After reducing the market for hard-wired logic, the microprocessor started to conquer low-frequency electronics.
It has entered a significant number of sectors (games, telecommunications, automatic, etc.).
The increased integration possibilities (number of transistors per mm2, with technology 0.35 μm2 micron meter) leads to a new evolution.
Programmable logic circuits (CPLD, FPGA, ...) become affordable and possible.
The programming of small applications is replaced by wired logic in these programmable and complex circuits.
This evolution makes it possible to envisage an increase in the speed of processing of the functions.
This evolution allows to envisage an increase of the processing speed of the functions.
Until now, the learning of the logic was made through die covering of the elementary logical functions contained in the integrated circuits of families 74xxx, whose some types in figure 1 , we can see.
The experiments limited by the proposed fonctions and circuits developped by the manufacturers of these circuits.
The design of logical functions grouping several of these circuits required a consequent cabling, and a realization of a printed circuit PCB, complex integrated circuits.
CH1: Nummerierungs- und Codesysteme
Einführung in die digitale Elektronik,
Die Verwendung von digitalen und digitalen Systemen ist in großem Gebrauch, breite Anwendung, ... Es ist nur um uns umzusehen, und in allen Anwendungen,
Die Explosion der Mikroelektronik und die komplexe Architektur der Systeme.
Eine zunehmende Anzahl von Maschinen (Digitalkamera, Auto, Waschmaschine, etc.) verwenden digitale Elektronik.
Bis zum Auftreten des Mikroprozessors fanden wir zwei Hauptsektoren im Bereich der digitalen Systeme.
Diese Abteilung hat bei
Computerherstellern überlebt, wo wir noch finden:
• die Hardware-Abteilung
• die Software oder Programmierabteilung
Das Aussehen des Mikroprozessors hat die Wirkung, die Bedeutung der Hardware zu verringern und eine Verschiebung der Mittel zum Verarbeiten von Schaltungen und Signalen zu komplexen Anwendungen zu bewirken.
Infolgedessen sind wir zunehmend mit Programmen und elektronischen Anwendungen konfrontiert, die die Maschine ermitteln.
Dies erfordert, dass die Programmierer die Hardware besser kennen (Hardware, Mikrocontroller, ....) Zum besseren Einfügen oder Entwickeln der Anwendung mit dem Programm.
Nach dem Reduzieren des Marktes für fest verdrahtete Logik begann der Mikroprozessor, die niederfrequente Elektronik zu erobern.
Es hat eine beträchtliche Anzahl von Sektoren (Spiele, Telekommunikation, automatisch, etc.) eingegeben.
Die erhöhten Integrationsmöglichkeiten (Anzahl der Transistoren pro mm2, mit Technologie 0,35 μm2 Mikrometer) führt zu einer neuen Evolution.
Programmierbare Logikschaltungen (CPLD, FPGA, ...) werden erschwinglich und möglich.
Die Programmierung von kleinen Anwendungen wird durch eine verdrahtete Logik in diesen programmierbaren und komplexen Schaltungen ersetzt.
Diese Evolution macht es möglich, eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Verarbeitung der Funktionen vorzustellen.
Bisher wurde die Logik durch die Entdeckung der in den integrierten Schaltungen der Familien 74xxx enthaltenen elementaren logischen Funktionen gelernt, von denen einige in Fig. 1 zu sehen sind,
Diese Entwicklung erlaubt es, eine Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Funktionen zu berücksichtigen.
Bisher wurde das Lernen der Logik durch die Bedeckung der elementaren logischen Funktionen, die in den integrierten Schaltkreisen der Familien 74xxx enthalten sind, durchgeführt, welche einige Typen in fig-1, die wir sehen können.
Die Experimente beschränkten sich auf die von den Herstellern dieser Schaltungen vorgeschlagenen Funktionen.
Der Entwurf von logischen Funktionen, die mehrere dieser Schaltungen gruppierten, erforderte eine konsequente Verkabelung und eine Realisierung einer gedruckten Schaltung.
The experiments limited to the functions and the limitation proposed by the manufacturers of these electronic circuits.
The conception of electronic design of logical functions grouping and connecting several of these electronic circuits required a consequent electric cabling, the development and the realization of a printed circuit board of ( with a large surface).
The appearance of type(chap) PLD's programmable logic circuits ( Programmable Logic Device), CPLD (Complex PLD, fig 2)
Die Experimente beschränkten sich auf die Funktionen und die Begrenzung, die von den Herstellern dieser elektronischen Schaltungen vorgeschlagen wurden.
Die Konzeption des elektronischen Designs der logischen Funktionen, die mehrere dieser elektronischen Schaltungen gruppiert und verbindet, erfordert eine konsequente elektrische Verkabelung, die Entwicklung und die Realisierung einer Leiterplatte von (mit großer Fläche).
Das Erscheinungsbild von Typ (chap) PLDs programmierbaren Logikschaltungen (Programmable Logic Device), CPLD (Complex PLD, Abb. 2)
In the early 1990s, the description of the behavior of logical functions was done by the use of so-called "material description" language.
Among these, mention may be made of:
The first generation of these languages allowed descriptions at the logical level.
There existed two languages:
• The CUPL used in the 1980s to 1994.
• The ABEL (Advanced Boolean Equation Language)
language used in the 1990s to 1998 This language was created by the company DATA I / O and used or imitated by virtually all developers of development tools for this type of circuit (XABEL for XILINX, AHDL for ALTERA, PLD for ORCAD, XPLA for PHILIPS, etc.)
This language is no longer used.
The increased complexity of the programmable circuits required language to enable descriptions of a higher level (behavioral).
Two languages emerged in the early 1990s for the design of ASIC (specialized integrated circuit) circuits.
They became established in mid-1995 for programmable logic circuits. It's about:
• The Very High Speed Integrated Circuit (VHDL) language that was created for the development of complex logic ICs.
It owes its success mainly to its standardization under the IEEE-1076 reference, which has made it a unique language for description, modeling, simulation, synthesis and documentation.
• The VERILOG language which is close to the VHDL language and which is mainly used in the United States.
• Spice language and Script Spice for writing and electrical connection on Orcad and Cadence.
• Bython, Script Shell, ...
• Development today on microcontrollers (MPLAB by Language C, ...) also on the microprocessors ARM7 and ARM 9
By C language (either Code blocks or Visual C), ...
Oder FPGA (Field Programmable Gate Array, Fig. 3) hat es ermöglicht, diese Einschränkung zu überwinden.
In der Tat kann der Benutzer in diesen Schaltungen alle logischen Funktionen, die er wünscht, mit nur wenigen Einschränkungen, dem Raum (Flächenraum), der in der gewählten Schaltung und / oder der Betriebsgeschwindigkeit verfügbar ist, und dessen Einschränkungen in Abhängigkeit von diesem 2 Faktorbereich, zeitliche Koordinierung.
Die aktuelle Größe dieser Schaltungen ermöglicht die Integration eines kompletten Prozessorsystems.
In Englisch ist die Abkürzung SoPC (SOC System auf Chip programmierbar).
Die den Nutzern zur Verfügung stehenden Entwicklungswerkzeuge müssen es daher ermöglichen, das Verhalten einer Logikfunktion auf ihre Verdrahtung im Schaltkreis zu beschreiben und dies auf die einfachste Weise zu ermöglichen.
In den frühen 1990er Jahren, die Beschreibung des Verhaltens der logischen Funktionen
Die aktuelle Größe dieser Schaltungen ermöglicht die Integration eines System-Komplettprozessors.
In englischer Sprache ist die Abkürzung SoPC
So ist der einfachste Weg, den einfachsten Weg zu benutzen, um einen Weg zu überqueren.
Anfang der 90er Jahre ist die Beschreibung des Verhaltens der logischen Funktionen
In den frühen 1990er Jahren wurde die Beschreibung des Verhaltens der logischen Funktionen durch die Verwendung der sogenannten "Materialbeschreibung" -Sprache durchgeführt.
Unter diesen können erwähnt werden:
Die erste Generation dieser Sprachen erlaubte Beschreibungen auf logischer Ebene.
Es gab zwei Sprachen:
• Die CUPL wurde in den 1980er Jahren bis 1994 eingesetzt.
• Die ABEL (Advanced Boolean Equation Language)
Sprache, die in den 1990er Jahren bis 1998 verwendet wurde Diese Sprache wurde von der Firma DATA I / O erstellt und von praktisch allen Entwicklern von Entwicklungswerkzeugen für diese Art von Schaltung (XABEL für XILINX, AHDL für ALTERA, PLD für ORCAD, XPLA für PHILIPS) verwendet oder nachgeahmt , etc.)
Diese Sprache wird nicht mehr verwendet.
Die erhöhte Komplexität der programmierbaren Schaltungen erforderte die Sprache, um Beschreibungen eines höheren Niveaus (Verhaltens) zu ermöglichen.
Zwei Sprachen entstanden in den frühen 1990er Jahren für das Design von ASIC (spezialisierte integrierte Schaltkreise) Schaltungen.
Sie wurden Mitte 1995 für programmierbare Logikschaltungen etabliert. Es geht um:
• Die Hochgeschwindigkeits-Integrated Circuit (VHDL) -Sprache, die für die Entwicklung komplexer Logik-ICs erstellt wurde.
Es verdankt seinen Erfolg vor allem seiner Standardisierung unter der IEEE-1076-Referenz, die es zu einer einzigartigen Sprache für Beschreibung, Modellierung, Simulation, Synthese und Dokumentation gemacht hat.
• Die VERILOG, die sich in der Nähe der VHDL befindet und die hauptsächlich in den Vereinigten Staaten verwendet wird.
• Spice Programm und Skript Spice, zum Schreiben und elektrischen Anschluss auf ,Programm Gewürz verwendet bei der Entwicklung von Elektronik auf Orcad, und Cadence.
• Bython, Skript Shell, Skript in Python ...
• Entwicklung heute auf Mikrocontrollern (MPLAB by Language C, ...) auch auf den Mikroprozessoren ARM7 und ARM 9
DIE Language C (entweder Code-Blöcke oder Visual C), ...
Programmierung mit C (code blocks, visual C) auf Mikrocontrollern.
Introduction in digital electronics,
The use of digital components and digital systems is using nowadays too much, wide applications... There is only to look around us, and in all the applications we found electronics and microelectronics,
The explosion of the microelectronics and the architecture are giving a complex systems and producesd very high complex applications in many fields.
A bigger and bigger number of applications are (digital camera, car, industry, washing machine, etc.) using the digital electronics.
We found, until the appearance of the microprocessor, two big sectors in the field of the digital systems.
This division remained at the manufacturer's of computers where we
still find:
· the material department (hardware)
· the software department or the programming (software)
The appearance of the microprocessor has the effect of diminishing the importance of the hardware and of causing a displacement of the means for processing circuits and signals to complex applications.
As a result, we are increasingly confronted with programs and electronic applications that pinpoint the machine.
This requires the programmers to know better the hardware (hardware, microcontrollers, ....) To better "paste" or develop the application with the program.
After reducing the market for hard-wired logic, the microprocessor started to conquer low-frequency electronics.
It has entered a significant number of sectors (games, telecommunications, automatic, etc.).
The increased integration possibilities (number of transistors per mm2, with technology 0.35 μm2 micron meter) leads to a new evolution.
Programmable logic circuits (CPLD, FPGA, ...) become affordable and possible.
The programming of small applications is replaced by wired logic in these programmable and complex circuits.
This evolution makes it possible to envisage an increase in the speed of processing of the functions.
This evolution allows to envisage an increase of the processing speed of the functions.
Until now, the learning of the logic was made through die covering of the elementary logical functions contained in the integrated circuits of families 74xxx, whose some types in figure 1 , we can see.
The experiments limited by the proposed fonctions and circuits developped by the manufacturers of these circuits.
The design of logical functions grouping several of these circuits required a consequent cabling, and a realization of a printed circuit PCB, complex integrated circuits.
CH1: Nummerierungs- und Codesysteme
Einführung in die digitale Elektronik,
Die Verwendung von digitalen und digitalen Systemen ist in großem Gebrauch, breite Anwendung, ... Es ist nur um uns umzusehen, und in allen Anwendungen,
Die Explosion der Mikroelektronik und die komplexe Architektur der Systeme.
Eine zunehmende Anzahl von Maschinen (Digitalkamera, Auto, Waschmaschine, etc.) verwenden digitale Elektronik.
Bis zum Auftreten des Mikroprozessors fanden wir zwei Hauptsektoren im Bereich der digitalen Systeme.
Diese Abteilung hat bei
Computerherstellern überlebt, wo wir noch finden:
• die Hardware-Abteilung
• die Software oder Programmierabteilung
Das Aussehen des Mikroprozessors hat die Wirkung, die Bedeutung der Hardware zu verringern und eine Verschiebung der Mittel zum Verarbeiten von Schaltungen und Signalen zu komplexen Anwendungen zu bewirken.
Infolgedessen sind wir zunehmend mit Programmen und elektronischen Anwendungen konfrontiert, die die Maschine ermitteln.
Dies erfordert, dass die Programmierer die Hardware besser kennen (Hardware, Mikrocontroller, ....) Zum besseren Einfügen oder Entwickeln der Anwendung mit dem Programm.
Nach dem Reduzieren des Marktes für fest verdrahtete Logik begann der Mikroprozessor, die niederfrequente Elektronik zu erobern.
Es hat eine beträchtliche Anzahl von Sektoren (Spiele, Telekommunikation, automatisch, etc.) eingegeben.
Die erhöhten Integrationsmöglichkeiten (Anzahl der Transistoren pro mm2, mit Technologie 0,35 μm2 Mikrometer) führt zu einer neuen Evolution.
Programmierbare Logikschaltungen (CPLD, FPGA, ...) werden erschwinglich und möglich.
Die Programmierung von kleinen Anwendungen wird durch eine verdrahtete Logik in diesen programmierbaren und komplexen Schaltungen ersetzt.
Diese Evolution macht es möglich, eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Verarbeitung der Funktionen vorzustellen.
Bisher wurde die Logik durch die Entdeckung der in den integrierten Schaltungen der Familien 74xxx enthaltenen elementaren logischen Funktionen gelernt, von denen einige in Fig. 1 zu sehen sind,
Diese Entwicklung erlaubt es, eine Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Funktionen zu berücksichtigen.
Bisher wurde das Lernen der Logik durch die Bedeckung der elementaren logischen Funktionen, die in den integrierten Schaltkreisen der Familien 74xxx enthalten sind, durchgeführt, welche einige Typen in fig-1, die wir sehen können.
Die Experimente beschränkten sich auf die von den Herstellern dieser Schaltungen vorgeschlagenen Funktionen.
Der Entwurf von logischen Funktionen, die mehrere dieser Schaltungen gruppierten, erforderte eine konsequente Verkabelung und eine Realisierung einer gedruckten Schaltung.
Fig-1
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
The conception of electronic design of logical functions grouping and connecting several of these electronic circuits required a consequent electric cabling, the development and the realization of a printed circuit board of ( with a large surface).
The appearance of type(chap) PLD's programmable logic circuits ( Programmable Logic Device), CPLD (Complex PLD, fig 2)
Die Experimente beschränkten sich auf die Funktionen und die Begrenzung, die von den Herstellern dieser elektronischen Schaltungen vorgeschlagen wurden.
Die Konzeption des elektronischen Designs der logischen Funktionen, die mehrere dieser elektronischen Schaltungen gruppiert und verbindet, erfordert eine konsequente elektrische Verkabelung, die Entwicklung und die Realisierung einer Leiterplatte von (mit großer Fläche).
Das Erscheinungsbild von Typ (chap) PLDs programmierbaren Logikschaltungen (Programmable Logic Device), CPLD (Complex PLD, Abb. 2)
Fig-2
................................................................................................................................................................
Or FPGA (Field Programmable Gate Array, FIG.3) has made it possible to overcome this limitation.
Indeed, the user can create, in these circuits, all the logic functions he wishes with only a little limitations, the space (area space) available in the chosen circuit and / or the operating speed and it's limitations depending of this 2 factors area, timing.
The current size of these circuits allows the integration of a complete processor system.
In English, the abbreviation is SoPC (SOC System on chip programmable).
The development tools available to users must therefore make it possible to go from describing the behavior of a logic function to its wiring in the circuit and this in the simplest way possible.
In the early 1990s, the description of the behavior of logical functions
The current size of these circuits allows the integration of a system complete processor.
In English, the abbreviation is SoPC
Thus, the simplest way is to use the simplest way to cross a path.
At the beginning of the 90s, the description of the behavior of the logical functions
In the early 1990s, the description of the behavior of logical functions was done by the use of so-called "material description" language.
Among these, mention may be made of:
The first generation of these languages allowed descriptions at the logical level.
There existed two languages:
• The CUPL used in the 1980s to 1994.
• The ABEL (Advanced Boolean Equation Language)
language used in the 1990s to 1998 This language was created by the company DATA I / O and used or imitated by virtually all developers of development tools for this type of circuit (XABEL for XILINX, AHDL for ALTERA, PLD for ORCAD, XPLA for PHILIPS, etc.)
This language is no longer used.
The increased complexity of the programmable circuits required language to enable descriptions of a higher level (behavioral).
Two languages emerged in the early 1990s for the design of ASIC (specialized integrated circuit) circuits.
They became established in mid-1995 for programmable logic circuits. It's about:
• The Very High Speed Integrated Circuit (VHDL) language that was created for the development of complex logic ICs.
It owes its success mainly to its standardization under the IEEE-1076 reference, which has made it a unique language for description, modeling, simulation, synthesis and documentation.
• The VERILOG language which is close to the VHDL language and which is mainly used in the United States.
• Spice language and Script Spice for writing and electrical connection on Orcad and Cadence.
• Bython, Script Shell, ...
• Development today on microcontrollers (MPLAB by Language C, ...) also on the microprocessors ARM7 and ARM 9
By C language (either Code blocks or Visual C), ...
Oder FPGA (Field Programmable Gate Array, Fig. 3) hat es ermöglicht, diese Einschränkung zu überwinden.
In der Tat kann der Benutzer in diesen Schaltungen alle logischen Funktionen, die er wünscht, mit nur wenigen Einschränkungen, dem Raum (Flächenraum), der in der gewählten Schaltung und / oder der Betriebsgeschwindigkeit verfügbar ist, und dessen Einschränkungen in Abhängigkeit von diesem 2 Faktorbereich, zeitliche Koordinierung.
Die aktuelle Größe dieser Schaltungen ermöglicht die Integration eines kompletten Prozessorsystems.
In Englisch ist die Abkürzung SoPC (SOC System auf Chip programmierbar).
Die den Nutzern zur Verfügung stehenden Entwicklungswerkzeuge müssen es daher ermöglichen, das Verhalten einer Logikfunktion auf ihre Verdrahtung im Schaltkreis zu beschreiben und dies auf die einfachste Weise zu ermöglichen.
In den frühen 1990er Jahren, die Beschreibung des Verhaltens der logischen Funktionen
Die aktuelle Größe dieser Schaltungen ermöglicht die Integration eines System-Komplettprozessors.
In englischer Sprache ist die Abkürzung SoPC
So ist der einfachste Weg, den einfachsten Weg zu benutzen, um einen Weg zu überqueren.
Anfang der 90er Jahre ist die Beschreibung des Verhaltens der logischen Funktionen
In den frühen 1990er Jahren wurde die Beschreibung des Verhaltens der logischen Funktionen durch die Verwendung der sogenannten "Materialbeschreibung" -Sprache durchgeführt.
Unter diesen können erwähnt werden:
Die erste Generation dieser Sprachen erlaubte Beschreibungen auf logischer Ebene.
Es gab zwei Sprachen:
• Die CUPL wurde in den 1980er Jahren bis 1994 eingesetzt.
• Die ABEL (Advanced Boolean Equation Language)
Sprache, die in den 1990er Jahren bis 1998 verwendet wurde Diese Sprache wurde von der Firma DATA I / O erstellt und von praktisch allen Entwicklern von Entwicklungswerkzeugen für diese Art von Schaltung (XABEL für XILINX, AHDL für ALTERA, PLD für ORCAD, XPLA für PHILIPS) verwendet oder nachgeahmt , etc.)
Diese Sprache wird nicht mehr verwendet.
Die erhöhte Komplexität der programmierbaren Schaltungen erforderte die Sprache, um Beschreibungen eines höheren Niveaus (Verhaltens) zu ermöglichen.
Zwei Sprachen entstanden in den frühen 1990er Jahren für das Design von ASIC (spezialisierte integrierte Schaltkreise) Schaltungen.
Sie wurden Mitte 1995 für programmierbare Logikschaltungen etabliert. Es geht um:
• Die Hochgeschwindigkeits-Integrated Circuit (VHDL) -Sprache, die für die Entwicklung komplexer Logik-ICs erstellt wurde.
Es verdankt seinen Erfolg vor allem seiner Standardisierung unter der IEEE-1076-Referenz, die es zu einer einzigartigen Sprache für Beschreibung, Modellierung, Simulation, Synthese und Dokumentation gemacht hat.
• Die VERILOG, die sich in der Nähe der VHDL befindet und die hauptsächlich in den Vereinigten Staaten verwendet wird.
• Spice Programm und Skript Spice, zum Schreiben und elektrischen Anschluss auf ,Programm Gewürz verwendet bei der Entwicklung von Elektronik auf Orcad, und Cadence.
• Bython, Skript Shell, Skript in Python ...
• Entwicklung heute auf Mikrocontrollern (MPLAB by Language C, ...) auch auf den Mikroprozessoren ARM7 und ARM 9
DIE Language C (entweder Code-Blöcke oder Visual C), ...
Programmierung mit C (code blocks, visual C) auf Mikrocontrollern.
Fig-3
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