Nun, ich weiß, dass diese Frage so oft gestellt wurde, dass es scheint, als würde ich trollen, aber ich muss darauf hinweisen, dass ich nirgendwo die richtige Antwort auf diese Frage finden konnte .
Also ja, CMOS und TTL sind unterschiedlich. Logikpegel, Geschwindigkeit, Treiberstrom, Stromverbrauch und so weiter.
Was ich mich frage, ist, was ihr Unterschied aus der Sicht eines Designers ist.
Für diese Frage werde ich einen kleinen Computer entwerfen, sagen wir, einen Z80 oder einen 6502 oder 8080 oder was auch immer. Lassen Sie uns HCMOS und LSTTL als unsere Beispiele verwenden.
Macht es wirklich einen Unterschied, praktisch?
Die Taktraten sind niedrig genug, dass Gate-Verzögerungen kein Problem darstellen. Ich werde dies über das Wechselstromnetz mit Strom versorgen, sodass die Stromversorgung kein Problem darstellt. Ich bleibe bei der einen oder anderen Logikfamilie, damit die Kompatibilität kein Problem darstellt. Was ist also der Anreiz, sich für eines über dem anderen zu entscheiden?
Angenommen, ich möchte dieses Gerät so zuverlässig wie möglich machen . Außerdem möchte ich dieses Gerät reparierbar machen.
Welche Logikfamilie sollte ich also verwenden?
Ich spreche von der Produktlebensdauer. Sollte ich mich an einen IC-Typ halten, weil sie zuverlässiger sind? Was ist die MBTF dieser Geräte?
Und was ist, wenn sie in ein paar Jahren die Herstellung einiger dieser ICs einstellen? Wenn Sie beispielsweise einen Computer der Motorola ECL-Familie haben und ein IC kaputt geht, haben Sie Pech. Sie müssen Ihre eigenen schlagen oder nach einigen alten, seltenen ICs suchen. Ich habe gehört, dass große FIFOs und PROMs und SRAMs in der 74xx-Familie ebenfalls eingestellt wurden. Wenn also etwas kaputt geht, möchte ich in der Lage sein, leicht verfügbare Teile zu kaufen und es zu reparieren.
Ein paar Argumente:
Lassen Sie mich zwei (schwache) Argumente für LS hinzufügen:
Ich nehme an, Sie sprechen von "Klebelogik" und versuchen nicht, eine CPU aus Logikchips zu bauen.
Ich denke, Sie sind besser dran, beliebte Typen von HC-CMOS-Chips zu verwenden, da sie wahrscheinlich noch in einigen Jahren verfügbar sein werden. CMOS der 4000-Serie ist zu langsam, wenn es mit niedriger Spannung betrieben wird, und LS TTL wird seltener, hat ein geringeres Fan-In und erfordert, dass Sie HCT CMOS verwenden, wenn Sie Familien mischen möchten, da der Ausgangshub nicht mit HC CMOS kompatibel ist.
Sie interessieren sich vielleicht nicht für den Stromverbrauch, aber die meisten von uns schon, und wenn wir nicht in LS TTL entwerfen, wird er früher als sonst verschwinden.
Wie auch immer, wenn Sie 74HC CMOS verwenden, finden Sie wahrscheinlich Pin-kompatible Teile in CMOS, LS TTL und moderneren Logikfamilien wie VHC CMOS. Sie können Ihr Design einschränken, um die Verwendung eines beliebigen von ihnen zuzulassen. Beispielsweise ist ein Teil, das verwendet werden könnte, ein '573-Latch. Sie könnten einen 74LS573, 74HC573, 74VHC573, 74HCT573 und wahrscheinlich andere zulassen. Alle werden mit 5 V betrieben.
Sie können sich den Lagerbestand des Händlers ansehen und sich ein Bild davon machen, welche Teile auf dem Weg sind. Wenn sie den Übergang zu RoHS und/oder SMT nicht vollzogen haben, wissen Sie, dass sie tote Chips laufen, und wenn der Lagerbestand bei anderen Disties als denen, die auf veraltete Teile spezialisiert sind, niedrig oder nicht vorhanden ist, sind sie wahrscheinlich so gut wie Weg.
Meine Lieblingsfamilie für 5-V-Glue-Logik ist HCT aus einem einfachen Grund, der Kompatibilität.
Sie können seine Eingänge problemlos mit 5 V TTL, 5 V CMOS oder 3,3 V CMOS speisen, und sein Ausgang hat sowohl die Treiberstärke zum Ansteuern von TTL-Teilen als auch die Spannungspegel zum Ansteuern von 5 V traditionellen CMOS-Teilen.
Es gibt eine wichtige Sache, die jeder vergisst: Modernere Logikfamilien mögen die gleichen Logikebenen haben, aber sie können viel schneller umschalten als alte Logikfamilien. Wenn Ihr Board nicht für ein so schnelles Umschalten ausgelegt ist, wird es entweder vollständig aufhören zu arbeiten oder unregelmäßig arbeiten, sobald Sie anfangen, alte Chips gegen neuere, schnellere logische Äquivalente auszutauschen.
Wenn Sie also ein Design erstellen, müssen Sie nicht nur eine bestimmte Logikfunktion und Logikpegel angeben , sondern auch eine bestimmte Schaltgeschwindigkeit – Anstiegs- und Abfallzeiten – und Sie sollten die Leistung Ihres Designs sowohl mit dem langsamsten als auch mit dem überprüfen am schnellsten schaltende Geräte. Sie sollten auch feststellen, welche Kombinationen von Geräten zeitkritisch sind: Angenommen, der Ausgang eines schnellen Geräts kann die Haltezeit des Eingangs eines langsamen Geräts verletzen.
Nur weil eine Logikleitung bei 100 kHz schaltet, heißt das nicht, dass es sich um ein langsames Signal handelt. Wenn Sie eine Logikfamilie verwenden, die den Ausgang auf weniger als 10 ns senkt, müssen Sie sie entsprechend behandeln, oder die Dinge werden überhaupt nicht zuverlässig sein.
Sie sollten auch planen, dass große Gerätepakete obsolet werden: Volumes befinden sich in mobilen Geräten, und dort ist alles winzig . Der Verzicht auf DIPs ist heutzutage eine Selbstverständlichkeit. Auch das jahrzehntealte SO ist für einige Logikbausteine nicht sehr zukunftssicher. Sie müssen Ihr Board so konstruieren, dass die SMT-Bausteine genügend Freiräume und thermische Entlastungen für Nacharbeiten haben. Eine Reparaturfähigkeit ohne eine Heißluft-Nacharbeitsstation ist möglicherweise kein erreichbares Ziel.
Sie müssen die Pakete mit Blick auf Langlebigkeit auswählen. Möglicherweise müssen Sie Adapterplatinen einplanen, die verwendet werden, um zukünftige Pakete an Ihr Design anzupassen. Dies war für DIP einfach, für SMT-Gehäuse ist es schwierig, da Sie für alles, was kleiner als SO ist, den Adapter reflow-montieren müssen und Abstände ein großes Problem darstellen.
Der Trend scheint dahin zu gehen, dass Single-/Double-Gate-Geräte beliebt sind und aus mehreren Quellen bestehen. Daher kann es manchmal besser sein, Single/Double-Pakete anstelle der "üblichen" Quadruple/Hex-Pakete zu verwenden.
Wenn Sie die zukünftige Verwendung von Adapterplatinen mit angemessener Zuverlässigkeit zulassen möchten, gibt es mindestens zwei Optionen, an die Sie im Voraus denken sollten:
Wuschelhaar2
Jules