Ahora, sé que esta pregunta se ha hecho tantas veces que parece que estoy troleando, pero debo señalar que no pude encontrar la respuesta correcta a esta pregunta en ningún lado .
Entonces sí, CMOS y TTL son diferentes. Niveles lógicos, velocidad, corriente de accionamiento, consumo de energía, etc.
Lo que me pregunto es cuál es su diferencia desde la perspectiva de un diseñador.
Para esta pregunta, diseñaré una computadora pequeña, digamos, una Z80 o una 6502 o una 8080 o lo que sea. Usemos HCMOS y LSTTL como ejemplos.
¿Realmente hace una diferencia, prácticamente?
Las frecuencias de reloj son lo suficientemente bajas como para que los retrasos en las puertas no sean un problema. Lo alimentaré desde la red eléctrica de CA para que la energía no sea un problema. Me ceñiré a una familia lógica u otra para que la compatibilidad no sea un problema. Entonces, ¿cuál es el incentivo para elegir uno sobre el otro?
Digamos que quiero que este dispositivo sea lo más confiable posible . Además, quiero que este dispositivo sea reparable.
Entonces, ¿qué familia lógica debo usar?
Estoy hablando de la vida útil del producto. ¿Debo ceñirme a un tipo de IC porque son más confiables? ¿Cuál es el MBTF de estos dispositivos?
Además, ¿qué pasa si, en unos años, dejan de fabricar algunos de estos circuitos integrados? Por ejemplo, si tiene una computadora de la familia Motorola ECL, si se rompe un IC, no tendrá suerte. Tendrás que hacer el tuyo propio o buscar algunos circuitos integrados antiguos y raros. Escuché que también se han descontinuado los FIFO, PROM y SRAM grandes de la familia 74xx. Entonces, si algo se rompe, quiero poder comprar piezas fácilmente disponibles y arreglarlo.
Algunos argumentos:
Permítanme agregar dos argumentos (débiles) a favor de LS:
Asumiré que está hablando de 'lógica de pegamento' y no está tratando de construir una CPU con chips lógicos.
Creo que es mejor usar los tipos populares de chips HC CMOS, ya que es probable que todavía estén disponibles en algunos años. El CMOS de la serie 4000 es demasiado lento cuando se opera con bajo voltaje, y LS TTL se está volviendo raro, tiene un ventilador de entrada más bajo y requiere que use HCT CMOS si desea mezclar familias porque la oscilación de salida no es compatible con HC CMOS.
Es posible que no le importe el consumo de energía, pero a la mayoría de nosotros sí, y si no estamos diseñando en LS TTL, desaparecerá más pronto que de otra manera.
De todos modos, si usa 74HC CMOS, probablemente pueda encontrar piezas compatibles con pines en CMOS, LS TTL y familias lógicas más modernas como VHC CMOS. Puede restringir su diseño para permitir el uso de cualquiera de ellos. Por ejemplo, una parte que podría usarse es un pestillo '573. Podría permitir un 74LS573, 74HC573, 74VHC573, 74HCT573 y probablemente otros. Todos funcionarán a partir de 5V.
Puede consultar el stock del distribuidor y hacerse una idea de qué piezas están a punto de salir. Si no han hecho la transición a RoHS y/o SMT, sabe que están muertos, y si el stock en disties que no sean los que se especializan en piezas obsoletas es bajo o inexistente, probablemente sean tan buenos como ido.
Mi familia favorita para la lógica de pegamento de 5V es HCT por una simple razón, la compatibilidad.
Puede alimentar sus entradas con bastante facilidad desde 5V TTL, 5V CMOS o 3.3V CMOS y su salida tiene tanto la fuerza de la unidad para controlar las partes TTL como los niveles de voltaje para controlar las partes CMOS tradicionales de 5V.
Hay una cosa importante que todos olvidan: las familias lógicas más modernas pueden tener los mismos niveles lógicos, pero pueden cambiar mucho más rápido que las familias lógicas antiguas. Si su placa no está diseñada para hacer frente a cambios tan rápidos, dejará de funcionar por completo o funcionará de manera errática una vez que comience a cambiar los chips antiguos por equivalentes lógicos más nuevos y más rápidos.
Entonces, al hacer un diseño, debe especificar no solo una función lógica particular y niveles lógicos , sino también una velocidad de conmutación particular (tiempos de subida y bajada), y debe verificar el rendimiento de su diseño utilizando tanto el más lento como el más lento. dispositivos de conmutación más rápida. También debe identificar qué combinaciones de dispositivos son críticas en el tiempo: digamos que la salida de un dispositivo rápido puede violar el tiempo de retención de entrada de un dispositivo lento.
El hecho de que una línea lógica cambie a 100 kHz no significa que sea una señal lenta. Si está utilizando una familia lógica que reduce la salida en menos de 10 ns, debe tratarla en consecuencia, o las cosas no serán confiables en absoluto.
También debe planificar la obsolescencia de los paquetes de dispositivos grandes: los volúmenes están en los dispositivos móviles y allí todo es diminuto . No usar DIP es una conclusión inevitable hoy en día. Incluso el SO de décadas de antigüedad no está muy preparado para el futuro para algunos dispositivos lógicos. Debe diseñar su placa de modo que los dispositivos SMT tengan suficientes espacios libres y alivios térmicos para el retrabajo. La reparabilidad sin una estación de retrabajo de aire caliente puede no ser una meta alcanzable.
Debe elegir los paquetes teniendo en cuenta la longevidad. Es posible que deba planificar el uso de placas adaptadoras para adaptar paquetes futuros a su diseño. Esto fue fácil para DIP, para paquetes SMT es difícil, ya que para cualquier cosa más pequeña que SO, debe montar el adaptador con reflujo y los espacios libres son un gran problema.
La tendencia parece ser que los dispositivos de compuerta simple/doble son populares y son de múltiples fuentes. Entonces, a veces puede ser mejor usar paquetes simples/dobles en lugar de los paquetes cuádruples/hexadecimales "habituales".
Si desea permitir el uso futuro de tarjetas adaptadoras con una confiabilidad razonable, existen al menos dos opciones que puede considerar con anticipación:
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Julio