Jump to content
    

Скорость прохождения сигнала через обычный (не логический) вентиль.

  Какова скорость прохождения сигнала через вентиль не логический?  Типа транзистор, или ближе к разделу если, то в Logisim он выглядит так, как на изображении. Называется конкретно в этой программе он управляемым буфером. Если на управляющий вывод поступает сигнал нуля, то на выходе плавающий сигнал, если на управляющий вывод поступает сигнал единицы, то на выходе будет то-же что и на входе. Очень важно. Я лично считал, что если на управляющий вывод такого элемента заранее подать единицу, то поданный сигнал на вход пройдёт без задержки, так как логических операций это не требует и может быть проведено обычным транзистором. 

 То-есть сигнал в таком случае проходит безпрепятственно.
Изображения

Screenshot from 2024-04-02 20-44-44.png

Edited by accurate_random

Share this post


Link to post
Share on other sites

Итак это ключ, я считаю что моя точка зрения верна, так как это работает через управление сопротивлением, никакой задержки тут нет.

Базовый принцип работы
В состоянии покоя между коллектором и эмиттером биполярного триода ток не протекает. Электрическому току препятствует сопротивление эмиттерного перехода, которое возникает в результате взаимодействия слоёв. Для включения транзистора требуется подать незначительное напряжение на его базу.
....

Таким образом, полупроводниковые триоды могут работать в режиме электронных ключей или в режиме усиления входных сигналов.
Источник: https://www.asutpp.ru/kak-rabotaet-tranzistor.html

 

И было это ещё со школьного материала. Никаких тут суперматериалов - ничего фантастического нет.

Edited by accurate_random

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 hours ago, accurate_random said:

через вентиль не логический?

Почему это не логический? КМК, это элемент с третьим состоянием.

1 hour ago, accurate_random said:

Электрическому току препятствует сопротивление эмиттерного перехода, которое возникает в результате взаимодействия слоёв.

Во-первых - в современных ПЛИС нет биполярных транзисторов кроме паразитных.

Во-вторых - неверно описание процесса.

Share this post


Link to post
Share on other sites

4 часа назад, accurate_random сказал:

  Какова скорость прохождения сигнала через вентиль не логический?  Типа транзистор, или ближе к разделу если, то в Logisim он выглядит так, как на изображении. Называется конкретно в этой программе он управляемым буфером. Если на управляющий вывод поступает сигнал нуля, то на выходе плавающий сигнал, если на управляющий вывод поступает сигнал единицы, то на выходе будет то-же что и на входе. Очень важно. Я лично считал, что если на управляющий вывод такого элемента заранее подать единицу, то поданный сигнал на вход пройдёт без задержки, так как логических операций это не требует и может быть проведено обычным транзистором. 

 То-есть сигнал в таком случае проходит безпрепятственно.
Изображения

Screenshot from 2024-04-02 20-44-44.png

 

Всё сильно зависит от техпроцесса производства полупроводников, те самые нанометры, т.е. надо по конкретным микросхемам смотреть. Кроме того, если правильно помню, буферы с третьим состоянием работают как раз медленнее чем простые логические элементы. Не помню с чем это связано, но сигналу тяжелее выйти из высокоимпедансного состояния в логический уровень чем просто переключаться из 1 в 0 и обратно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ясно, спасибо. Буду изучать предмет. Наверняка есть оптимальное решение. Мне сказали насчёт паразитных ёмкостей. Да и в симуляторе даже с плавающими состояниями проблема очевидна и требует более тщательного подхода к решению задач. Ноты целом затею не брошу и буду продолжать идти к реализации на FPGA  или даже в примитивном железе. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

On 4/2/2024 at 8:50 PM, accurate_random said:

Я лично считал, что если на управляющий вывод такого элемента заранее подать единицу, то поданный сигнал на вход пройдёт без задержки, так как логических операций это не требует и может быть проведено обычным транзистором. 

 То-есть сигнал в таком случае проходит безпрепятственно.

Есть время задержки выхода элемента из Z-состояния, есть время передачи сигнала со входа на выход, если элемент уже не в Z-состоянии.

Кмк, Вы правы в том, что, если буф. элемент уже выведен их этого Z-состояния, то прохождение сигнала с лог входа на его выход произойдет быстрее (можно посмотреть цифры , приведенные в даташитах на такие буферы для обычных микросхем, не FPGA.

Но время прохождения сигнала даже через транзистор далеко не нулевое. Даже если представить себе, что этот транзистор в данный момент времени представляет собой открытый канал полевого транзистора - у него будет сопротивление, нагруженное на втором выводе (выходе ЛЭ) какой-то пусть даже мизерной, но  - емкостью. Как на самом деле реализованы в кремнии эти элементы - не интересовался, может оказаться, что они  сложнее (т.е. еще медленнее).

Кроме того, как Вам уже сообщали, такие буферы встроены в выходные блоки микросхем FPGA, они могут уметь выполнять более сложные функции - отсюда следует их возможное усложнение за счет потери скорости.

On 4/3/2024 at 6:28 AM, accurate_random said:

буду продолжать идти к реализации на FPGA  или даже в примитивном железе

Поэтому и рекомендовал бы ознакомиться с ассортиментом микросхем, уже  реализованным в таком железе (например, серия 74AC)  - возможно, ознакомившись в различными временами задержек в них, Вы сможете подобрать более оптимальный вариант построения Ваших блоков.

Share this post


Link to post
Share on other sites

14 часов назад, accurate_random сказал:

Я лично считал, что если на управляющий вывод такого элемента заранее подать единицу, то поданный сигнал на вход пройдёт без задержки, так как логических операций это не требует и может быть проведено обычным транзистором. 

В реальной электронике нету такого понятия как без задержки. Т.е. даже кусок провода даёт задержку. Кусок провода на плате даёт уже большую задержку. Просто из-за конечной скорости света. Кусок кремния вносит ещё большую задержку. И это даже если всё остальное идеально.
А дальше добавляются ёмкости которые перезаряжаются. А ёмкости есть везде и от них не избавится. 
В результате и получается что разницы между инвертором и повторителем почти никакой. Да повторитель будет чуть быстрее. Но не принципиально. А если мы говорим про ПЛИС. То там вообще основная задержка на схеме коммутации а не на логике.

Share this post


Link to post
Share on other sites

11 часов назад, Yuri124 сказал:

есть время передачи сигнала со входа на выход

обуславливается паразитической емкостью, если уже не Z состоянии?

Читал, там только две причины задержки, в книге - время включения, и если включён, то празаитические ёмкости. Ну ёмкость у электронного ключевого элемента паразитическая думаю очень мала...как и всей цепи ему отведённой в моей схеме. Пэтому пока не рассматриваю пока как проблему. Проблема в том что вот, что согласующего резистора в FPGA нету, не поддерживается, это вот да, нужно будет возможно искать альтернативное ему решение.

 

11 часов назад, Yuri124 сказал:

Как на самом деле реализованы в кремнии эти элементы - не интересовался

интересовался, так как книга под боком, влияет паразитическая ёмкость, и я думаю что она не особо большая, хоть и будет какая-то.

 

9 часов назад, MegaVolt сказал:

Да повторитель будет чуть быстрее. Но не принципиально

приниципиально вполне, если их подключить около тысячки последовательно. а может и более, в зависимости от кода размещённого в кэше команд обрабатываемом не счётчиком, а кэшем мостов, который пытаюсь реализовать и реализую.

11 часов назад, Ivanii сказал:

Пример управления 3им состоянием

позволяет им управлять - у меня такой неоходимости нет и схема у меня не сложная, мне нужно просто чтобы оно не давало ошибки. У меня и так всё работает, нужна просто альернатива согласующему резистору, который в FPGA не применяется. У меня нет необходимости управлять третьм состоянием - нужна просто альернатива согласующему резистору.

Edited by accurate_random

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нашёл

Цитата

Когда два электрических проводника или части находятся в физической близости, несут заряд, и между ними существует определенный потенциал напряжения, они, вероятно, произведут виртуальный конденсатор среди них; это верно даже в том случае, если все проводники адекватно изолированы.

Обратите внимание, что виртуальный конденсатор между этими проводниками часто называют паразитной емкостью.

Судя по всему - мне это не грозит сильно, так как пропускаться у меня будут блоки команд, и стало быть паразитные ёмкости будут невелики, к тому-же блоки у меня в поледовательной цепи, а не параллельной. У меня готов уже механихм управления кэшем мостов. В кэше мостов я так-же постараюсь испольщовать электронные ключи.

https://habr.com/ru/articles/804633/

Паразитной емкостью - я пренебрегаю. Ищу альтернативу согласующему резистору, работает и без него, но не радует красный цвет участков цепи  в симуляторе.

Edited by accurate_random

Share this post


Link to post
Share on other sites

1) Альтернатива "резистору" описана в

2) даже "обычный вентиль" имеет время задержки распространения сигнала отличное от нуля. Более того это время будет разным в случае переключения с 1 на 0 и с 0 на 1.  И о ужас !!!! эти времянки не совпадают между разными экземплярами одно и тог оже типа "обычный вентиль".

Edited by Alex77

Share this post


Link to post
Share on other sites

39 минут назад, Alex77 сказал:

даже "обычный вентиль" имеет время задержки распространения сигнала отличное от нуля. Более того это время будет разным в случае переключения с 1 на 0 и с 0 на 1.  И о ужас !!!! эти времянки не совпадают между разными экземплярами одно и тог оже типа "обычный вентиль".

в книгах не упоминается вентиль, может он и есть, но по цифровой схемотехнике это называется электронным ключом. О задержке в них для всех случаев и для моего - мне известно уже, прочитал в книге (мой случай опрелить не сложно в общем описании - и он не страшен).

39 минут назад, Alex77 сказал:

1) Альтернатива "резистору" описана в

Кроме того, ни тогда, ни сейчас по предмету конкретной ссылки не было. Помогите лучше себе, чтобы её раздобыть и не быть голословным.

К тому-же ту задачу я решил тут

https://habr.com/ru/articles/804633/

, и сейчас она уже значительно отличается от предыдущей.

Впрочем и текущую тему можно закрыть, так как к решаемой задаче сейчас - она уже не относится

. Что вызывает задержку в моей схеме - мне известно : паразитные ёмкости, у меня они слишком малы будут, чтобы с ними реально считаться - считать их критичными.

В настоящий момент открытым остаётся вопрос альтернативы согласующего резистора, и к той теме что вы указали - он отношения не имеет.

 

Edited by accurate_random

Share this post


Link to post
Share on other sites

1) "в книгах не упоминается вентиль, может он и есть, но по цифровой схемотехнике это называется электронным ключом."

я однако использовал ВАШЕ определение для логического элемента (электронного ключа)

 

2) "Кроме того, ни тогда, ни сейчас по предмету конкретной ссылки не было. Помогите лучше себе, чтобы её раздобыть и не быть голословным."

ну дык "чукча не читатель, чукча писатель"

не скажу что это настольные книги, но они достойны своего содержания.

Edited by Alex77

Share this post


Link to post
Share on other sites

34 минуты назад, accurate_random сказал:

остаётся вопрос альтернативы согласующего резистора

Отсутствие внутри плис тристабильных элементов вас не беспокоит, а отсутствие резисторов беспокоит.

Почему?

Share this post


Link to post
Share on other sites

В 02.04.2024 в 20:50, accurate_random сказал:

  Какова скорость прохождения сигнала через вентиль не логический?  Типа транзистор, или ближе к разделу если, то в Logisim он выглядит так, как на изображении. Называется конкретно в этой программе он управляемым буфером. Если на управляющий вывод поступает сигнал нуля, то на выходе плавающий сигнал, если на управляющий вывод поступает сигнал единицы, то на выходе будет то-же что и на входе. Очень важно. Я лично считал, что если на управляющий вывод такого элемента заранее подать единицу, то поданный сигнал на вход пройдёт без задержки, так как логических операций это не требует и может быть проведено обычным транзистором. 

 То-есть сигнал в таком случае проходит безпрепятственно.
Изображения

Screenshot from 2024-04-02 20-44-44.png

 

задержка будет.

зависит она от в полупроводнике от приложенного напряжения. 

уже обсуждали тут

 

Если грубо, то существуют графики смоделированные для разных pn структур зависимости скорости (m/s) от электрического поля (V/m).

при малых уровнях приложенного напряжения скорость зависит от скорости электрона и приложенного электрического поля, при больших уровнях напряжения - постоянна. 

например для инвертора ниже 

image.thumb.png.05f52c9f649ae394cf64110815481a9b.png

 

вентиль в реальной ПЛИС не может быть из одного транзистора (вкл/выкл).

поэтому в реальности задержки будут. 

Edited by UART

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...