德州儀器為降低噪聲和係統功耗推出新一代邏輯單元
發布時間:2019-11-15 責任編輯:wenwei
【導讀】電氣噪聲可能是設計師最不想碰到的噩夢,從而會導致係統異常運行,甚至導致難以跟蹤的故障。在傳統的CMOS邏(luo)輯(ji)中(zhong),噪(zao)聲(sheng)會(hui)導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)振(zhen)蕩(dang),從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)更(geng)高(gao)的(de)電(dian)流(liu)消(xiao)耗(hao)甚(shen)至(zhi)產(chan)生(sheng)信(xin)號(hao)錯(cuo)誤(wu)。這(zhe)些(xie)錯(cuo)誤(wu)最(zui)終(zhong)會(hui)導(dao)致(zhi)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang),嚴(yan)重(zhong)時(shi)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)更(geng)改(gai)設(she)計(ji)。
許多設計工程師通過使用外部基於輸入的施密特觸發器輸(shu)入(ru)邏(luo)輯(ji)緩(huan)衝(chong)器(qi)來(lai)消(xiao)除(chu)信(xin)號(hao)噪(zao)聲(sheng),施(shi)密(mi)特(te)觸(chu)發(fa)器(qi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)兩(liang)個(ge)閾(yu)值(zhi)進(jin)行(xing)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)來(lai)消(xiao)除(chu)振(zhen)蕩(dang),從(cong)而(er)消(xiao)除(chu)了(le)緩(huan)慢(man)且(qie)嘈(cao)雜(za)的(de)信(xin)號(hao)沿(yan),並(bing)防(fang)止(zhi)了(le)噪(zao)聲(sheng)沿(yan)信(xin)號(hao)鏈(lian)傳(chuan)播(bo)並(bing)導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)錯(cuo)誤(wu)。最(zui)終(zhong)結(jie)果(guo)是(shi)更(geng)好(hao)的(de)係(xi)統(tong)魯(lu)棒(bang)性(xing)和(he)性(xing)能(neng),圖(tu)1顯示了施密特觸發器的框架。

圖1:施密特觸發器輸入的好處
設計人員邏輯器件以避免噪音幹擾,TI的HCS邏輯係列使用最新的300毫米晶圓工藝,支持從工業,汽車到個人電子產品等各種市場的解決方案。HCS邏輯係列為下一代係統提供了構建邏輯塊,具有出色的魯棒性,電源效率和性能。
HCMOS多柵極邏輯功能已被電子行業使用了數十年,HCS係列是HC邏輯係列的更新。HCS邏輯使多門邏輯功能現代化,以滿足當今係統設計人員的需求。每個HCS邏輯部件(編號為SN74HCSxx)都與現有HC邏輯部件引腳兼容,無需更新設計或更改開發工具。
今jin天tian,汽qi車che和he工gong業ye等deng市shi場chang的de噪zao聲sheng敏min感gan,低di功gong耗hao和he堅jian固gu耐nai用yong的de應ying用yong選xuan擇ze邏luo輯ji係xi列lie非fei常chang複fu雜za。如ru今jin,設she計ji工gong程cheng師shi必bi須xu集ji成cheng一yi組zu不bu同tong的de組zu件jian才cai能neng創chuang建jian一yi個ge平ping衡heng功gong耗hao,性xing能neng,可ke靠kao性xing和he成cheng本ben的de係xi統tong。
HCS係列解決了噪聲和/或(huo)功(gong)耗(hao)問(wen)題(ti),並(bing)在(zai)每(mei)個(ge)數(shu)據(ju)輸(shu)入(ru)上(shang)集(ji)成(cheng)了(le)施(shi)密(mi)特(te)觸(chu)發(fa)器(qi)功(gong)能(neng),簡(jian)化(hua)了(le)邏(luo)輯(ji)器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)。施(shi)密(mi)特(te)觸(chu)發(fa)器(qi)輸(shu)入(ru)功(gong)能(neng)直(zhi)接(jie)使(shi)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)受(shou)益(yi),諸(zhu)如(ru)高(gao)級(ji)駕(jia)駛(shi)員(yuan)輔(fu)助(zhu)係(xi)統(tong)和(he)工(gong)廠(chang)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)之(zhi)類(lei)的(de)應(ying)用(yong)等(deng)。集(ji)成(cheng)的(de)施(shi)密(mi)特(te)觸(chu)發(fa)器(qi)有(you)助(zhu)於(yu)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)噪(zao)能(neng)力(li)和(he)無(wu)幹(gan)擾(rao)操(cao)作(zuo),無(wu)需(xu)外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)調(tiao)理(li);參見圖2。HCS係列在設計時就考慮了汽車應用,並且是第一個推出完整係列的商用和汽車級零件的TI邏輯係列。

圖2:比較傳統的HC邏輯實現與HCS邏輯
專為提高效率和堅固性而打造
HCS係列不僅通過消除對外部信號緩衝的需求來提高效率,而且還通過直接降低係統邏輯實現的功耗要求來提高效率。HCS部件的靜態電流(IQ)僅為2μA,相比之下HC邏輯電路的靜態電流(IQ)為20μA。2V至6V HCS係列中的每個器件比同等的HC邏輯功能消耗的功率少95%,這使得HCS邏輯器件更適合於電池供電的設計。
HCS係列還使延遲最小化,傳輸延遲減少了40%,而電流驅動比HC等效器件提高了50%,這意味著設計人員不必為了獲得低功耗而犧牲係統性能。
可靠的支持和以設計為中心的開發
選擇邏輯係列不僅僅隻是選擇一堆器件,為了幫助您快速掌握HCS邏輯功能,TI提供了應用筆記,培訓材料和技術文章。此外,HCS係列還擁有專用的TI邏輯應用程序支持,可幫助您減少設計周期,滿足設計預算並為最終產品找到更容易的上市途徑。
HCS邏輯功能是HC邏輯功能的直接替代產品,將以常見的封裝類型(小尺寸和薄型收縮小尺寸封裝)提供,從而消除了將HCS器件引入設計的任何學習過程。
結論
新的HCS係列融合了設計人員要求的許多特性和功能,例如獲得汽車電子委員會AEC-Q100認證,功耗大大降低,噪聲容忍度和信號性能穩定,同時又保持了向後兼容性。
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