Fan-in-Fan-out-Problem

Ausgangsfächerung ist die maximale Anzahl von Eingängen, die mit einem bestimmten Ausgang verbunden werden können. Warum können wir nicht mehr Eingänge mit diesem Ausgang verbinden?

Antworten (2)

Betrachten Sie ein praktisches Logikgatter mit Ausgang = '1'. Dies kann als Spannungsquelle modelliert werden v Ö in Reihe mit einem Widerstand ( R Ö ) (das Thevnin-Äquivalent). Für ein ideales Tor R Ö wird Null sein.

Wenn ein Logikgatter mit dem Ausgang dieses Gatters verbunden ist, beginnt der Eingang dieses Gatters, einen kleinen Strom zu ziehen ICH ich N vom Fahrtor. Jetzt wird die Spannung am Eingang des Empfängers erhalten

v ich N = v Ö − ICH ich N R Ö
Wenn N solcher Gatter verbunden sind, dann
(1) v ich N = v Ö − N × ICH ich N R Ö > v ICH H

Um den Eingang als logisch „1“ zu erkennen, sollte der Empfänger eine Spannung größer als erhalten v ICH H . Aber wenn N weiter zunimmt v ich N abnimmt und für einen Wert von N (größer als fan_out des Fahrtors), v ich N wird darunter fallen v ICH H des Empfängertors. Dann wird der Ausgang '1' vom Empfänger möglicherweise nicht als '1' erkannt.

Mit anderen Worten, für jedes Gate gibt es einen maximalen Stromwert, ICH Ö M A X , dass es so liefern (oder sinken) kann, dass die Klemmenspannung in den zulässigen Bereich (Rauschabstand) fällt. Ein solches Gate kann maximal N Gates ansteuern, von denen jedes einen Strom zieht ICH ich N = ICH Ö M A X / N . Das Anschließen mehrerer Gatter kann dazu führen, dass die Gatter des Empfängers falsche Logikpegel empfangen .

Das Auffächern ist ein sehr wesentlicher Faktor, denn wenn die Last das Auffächern überschreitet, kann das Gate die Last nicht mit dem vorgesehenen Strom treiben. Dieser Auszug aus Wiki erklärt dies besser,

Ein ideales Logikgatter hätte eine unendliche Eingangsimpedanz und eine Ausgangsimpedanz von null, sodass ein Gatterausgang eine beliebige Anzahl von Gattereingängen ansteuern kann. Da reale Herstellungstechnologien jedoch weniger als ideale Eigenschaften aufweisen, wird eine Grenze erreicht, bei der ein Gate-Ausgang keinen Strom mehr in nachfolgende Gate-Eingänge treiben kann - der Versuch, dies zu tun, führt dazu, dass die Spannung unter den für den Logikpegel definierten Pegel fällt auf diesem Draht, was zu Fehlern führt.

Der Ausgangsfächer ist einfach die Anzahl der Eingänge, die mit einem Ausgang verbunden werden können, bevor der von den Eingängen benötigte Strom den Strom übersteigt, der vom Ausgang geliefert werden kann, während immer noch die korrekten Logikpegel beibehalten werden.

http://en.wikipedia.org/wiki/Fan-out#Theory

Es wäre am besten, wenn Sie keinen Unsinn aus Wikipedia verbreiten würden. Ein ideales Logikgatter hätte eine unendliche Eingangsimpedanz und eine Ausgangsimpedanz von Null, aber ein echtes Logikgatter muss von dieser Idealität abweichen. Was bei dem Wunsch nach Idealität außer Acht gelassen wird, ist, dass die Existenz des Geräts auf den nicht idealen Eigenschaften beruht, dh Halbleiter können wegen thermischer Energie nicht trotz verwendet werden. Ein Gerät, das so funktioniert, muss nicht ideal sein.
Also, was versuchst du zu sagen? Dass wir nicht über Idealität sprechen sollten, weil nichts auf der Welt ideal ist..?
@placeholder: Wenn Sie ein Problem mit Wikipedia haben, wenden Sie sich an sie, nicht hier.
@RaghunathV: Vergessen Sie nicht, dass die Last bei der CMOS-Logik hauptsächlich kapazitiv ist. Fanout bezieht sich auch darauf, das richtige Ergebnis innerhalb des angegebenen Timings zu erhalten .
@RaghunathV Nein, Idealität ist sehr nützlich, um darüber nachzudenken, was die Kernfunktionalität ist. Ein perfektes Logikgatter kann es nicht geben, der Wikipedia-Artikel ist Unsinn und ich vermute, Sie wären besser in der Lage, etwas Besseres zu schreiben. Die "weniger als perfekten Eigenschaften ..." ermöglichen es dem Transistor zu existieren , und Transistoren haben bereits eine begrenzte Treiberfähigkeit, was bei CMOS ein Problem mit dem Timing ist . Beachten Sie sorgfältig die Verwendung von ideal und perfekt.
@DaveTweed du bist verwirrt. Das Problem ist die Genauigkeit und fadenscheinige Aussagen bei Wikipedia, wir sollten das nicht verbreiten.
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