題:
值得學習如何使用7400系列“軟心豆粒糖”邏輯IC,或者它們已經完全過時了嗎?
Dave.Mech.Eng
2011-12-08 08:55:42 UTC
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我學習電子產品的路線圖包括7400系列邏輯芯片。我按照“電子藝術”實驗室手冊中的實驗開始從事電子學,其中包括使用這些芯片的實驗。在完成這些特定的實驗之前,我最終構建了一些定制的Microchip PIC和Atmel微控制器板。現在,我盯著FPGA並興奮地嘗試其中的一種。我應該拋棄7400系列,還是對它們的理解被認為是理解更現代的可編程邏輯芯片的基礎? 7400系列中的某些產品是否仍用於新的(好的)設計中以簡化工作?是否還有特別有用的7400系列芯片可以一直使用?我猜想花7400系列實驗室並不需要很長時間,但是,我只是想了解一下它們有多陳舊,因為我在採購零件時非常困難。我找不到一些東西,結果我花了比我認為可以接受的更多的錢。

解決方案:

感謝所有的答案!每個答案都是有幫助的。我堅信7400仍然可以在設計中找到應用,並且今天仍然有用,但是通常不適用於可編程邏輯更適合的大型邏輯設計。另外,我深信在開始使用可編程邏輯器件之前,學習使用分立邏輯IC是一個很好的準備步驟。

離散邏輯已經過時了嗎?什麼時候發生的?給我的消息...
@Fake名稱,歡迎來到第三個千年。 ;)
把它們想像成修補匠的玩具或樂高玩具等。很多的樂趣,您可以用它們建造各種各樣的東西,以及可以玩的教育經驗。像其他此類玩具一樣,它們將為認真思考時如何思考事物提供基礎。
@Kenny-這肯定會解釋我今年才從事的完全基於離散邏輯(以及很多模擬)的多個項目。
要在實際水平上學習TTL,請參閱Don Lancaster的TTL食譜:http://www.amazon.com/TTL-Cookbook-Donald-E-Lancaster/dp/0672210355他的CMOS食譜也非常好。
八 答案:
bob
2011-12-08 10:27:29 UTC
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不要一分鐘就認為僅僅因為擁有一個了解74xx的FPGA而過時了,對於使用FPGA進行設計,您必須能夠``看到''在離散門級工作的邏輯(您將從分立邏輯芯片74xx,cmos 40xx中學習該技能。

對FPGA進行編程並不像編寫計算機程序那樣,而是像白痴那樣告訴你。

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您會看到很多人,網上有很多人談論他們的FPGA設計是大還是慢,實際上他們只是不了解如何在真正的多處理並行門級別上思考,並最終完成了串行處理。他們之所以嘗試這樣做,是因為他們只是打開設計工具並像編寫“ C”或“ C ++”那樣開始編程。

  1. 在家用計算機上的FPGA上,您可以在74xx中簡化簡單的邏輯設計
  2. 使用FPGA進行必須與模擬器(而不是“硬” FPGA)一起使用的設計就是說,如果您的74xx設計出現故障,您可以擺弄連接,使用FPGA必須重寫,重新運行仿真,然後花費30分鐘以上的時間重新編譯FPGA設計。
  3. ol>

    在74xx或40xx範圍內粘貼,通過選通構建一些“加法器”,“移位器”和LED閃光燈,一旦您習慣看到分立的芯片,使用大型“ blob”將變得更加容易那是一個FPGA

邏輯芯片的價值在於工作,但這一估計與典型的早期FPGA項目所遇到的情況相去甚遠。 30分鐘的時間對於相當大或幾乎滿的FPGA或舊計算機而言。幾分鐘通常比較典型,尤其是對於您可以想到的任何事情,而不是構建在試驗板上,並使用免費版FPGA工具支持的較小設備之一。同樣,您通常不需要重新模擬微不足道的更改。
任何需要30分鐘才能為FPGA編譯的設計都可能需要超過設計人員的7400芯片重量。
我已經看到Altera Quartus花費約5分鐘的時間來編譯和下載一個簡單的按時鐘分頻至LED發光二極管設計。這也是在2.4 GHz四核上。
@Fake名稱,大部分時間是啟動時間或固定成本時間。如果設計有兩個n分頻電路,那麼編譯就不需要10分鐘了。
我完全同意這個答案。我會添加學習邏輯芯片,然後再轉到其他可編程芯片(如GAL)(它們仍然正確嗎?)。那些很棒,可以大大減少您的邏輯芯片電路。然後是CPLD(如大型GAL),然後是FPGA。我希望他們能將GAL功能放入一些微表中。使它們可以從微控制器本身進行編程。
The Photon
2011-12-08 09:39:17 UTC
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我看到的兩種離散邏輯仍然使用很多:

  • 緩衝區。如果您需要60 mA的電流來驅動一條長總線,或者您想從板上獲得一個不想讓您煎炸FPGA的信號,那麼您仍然需要一個分立的緩衝設備。緩衝器還用作5 V舊式接口與低壓FPGA I / O之間的電平轉換器。

  • 小邏輯。 TI,NXP等都有這些。它們基本上與TTL邏輯具有相同的舊功能,但通常一個封裝中只有一個或兩個門。封裝是像SOT23或SC70這樣的微觀物體。如果您只需要一個反相器或一個與門來固定一個控制信號(例如電源時序控制之類的東西),如果價格為$ .05或$ 0.05,您就不想使用多美元可編程邏輯器件。 $ .10門可用。

我會將諸如移位寄存器和鎖存器之類的內容添加到列表中。 8位移位寄存器通常比“小邏輯”構建的寄存器更實用。
Tevo D
2011-12-08 09:08:37 UTC
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好吧,如果您已經手頭上有它們,那麼沒有理由不去做實驗,並且對它們的工作方式和操作方式有一個很好的了解。

雖然基本的TTL電平越來越過時了,有各種各樣的線路提供相同的門/邏輯,但更適合於更現代的設計... CMOS,高速,低壓等。

我只有偶爾使用7400系列,但是當我這樣做的時候,我很高興我對該系列所提供的功能有了很好的了解。

我希望很多設計最終都會使用相當數量的離散邏輯,因為至少在CPLD / FPGA /微控制器頻譜的低端,額外的I / O引腳相當昂貴。在設計很容易適合特定零件的情況下,您主要處理高端零件嗎?即使添加一些離散邏輯,實際上也無法將其壓縮為更小的零件;或者如何避免刮鬍子? / O?
我通常參與較小規模的定制設備運行,其中每個零件的成本已不再是問題,因此我可以根據任務確定零件的大小。
Michael Kohne
2011-12-09 00:15:42 UTC
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編程FPGA的程序非常多,但是目標硬件是並行的,大多數程序員無法將其並行化。此外,在應用程序編程的純淨世界中,複雜性(時序,信號記錄,I / O引腳方向等)根本沒有類似物。

學習74xx邏輯將對您有所幫助,因為它將使您對諸如信號註冊,時鐘可以散開多遠等問題有一種感覺。重要的是不要迷戀於您自己的74xx邏輯無法想像的以外-FPGA能夠在正確的手中實現驚人的功能,如果您能想到的只是在其中模擬74xx邏輯,那麼您就在浪費它們的潛力。

supercat
2011-12-08 21:52:12 UTC
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許多項目將需要大量的離散邏輯,而這些邏輯實際上太大了,無法在離散晶體管中構建出來,但是即使是PLD,也可能會被過度殺傷或使用過多的電流。知道有哪些可用的74HCxx等設備可以充當此類角色,這很有用。請注意,在某些情況下,可能會有一個“明顯的”部分來填補角色,但實際上其他一些部分可能會更好地填補職位。有時可能會以意想不到的方式使用零件來滿足獨特的項目要求。我特別引以為傲的一個示例是使用帶有電阻和小電容的74xx153或74xx253執行以下兩項功能(輸入A,B和C;輸出X和Y):

 X =!AY =當A和B時輸出C否則保持Y 

我不確定電阻和電容(絕對是Y的反饋)是否絕對必要,但是該設計使用了一個74xx邏輯芯片來填補這一角色,在1980年代初期,其他設計師會使用多個芯片。

zebonaut
2012-08-14 00:53:10 UTC
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用粘合邏輯(即74xx芯片“粘合”在一起)填充整個PCB空間的時代已經結束了-教育項目,為過時的替換板進行改裝/創建備件以及奇數可靠性,高溫,空間,軍事或航空產品。

在過去的兩年中,我一直在開發具有大量昂貴FPGA電源的電路板。以下是在這些板上仍使用74xx的一些示例:

  • 總線或線路驅動器和接收器-某些邏輯系列的電流處理能力比微控制器或FPGA輸出,某些邏輯系列的擺率沒有FPGA輸出(EMI!)那樣有害。同樣,FPGA輸入對於振鈴超出其GND或電源軌的信號往往具有非常嚴格的規格。在麻煩的地方走線和FPGA之間的單門芯片可以省去您的大麻煩。

  • 電路中與安全相關的部分-僅使用可編程設備(微控制器,FPGA等),很難或不可能通過冗餘構建設計的某些部分或檢查某些事情是否仍按預期工作的方法。在這裡,很少的邏輯(單柵極IC)非常方便。有時,我什至使用由二極管,分立晶體管和/或電阻(離散DTL,RTL,TTL)構建的邏輯。

  • 高於正常水平的電壓,有時會加上極其嚴格的時序規範-特別是在設計模擬或電源電路時,您需要一些電路工作電壓為10 ... 15 V的邏輯電路,或者在電源部分的某些事件和FPGA之間需要接口。 4000系列CMOS芯片仍然很棒,因為它們的工作電壓高達15V(或更高)。離散DTL可以設計為處理非常快的傳播延遲和大於3.3V的電壓。如果需要MOSFET驅動器,只需打開MOSFET如果來自3.3V“ island”的兩個輸出一致,則可以使用分立邏輯完成所需的AND邏輯門以及至0和10V柵極驅動器的電平轉換器。

  • 成本可預測性-某些工業電源,即使是最近的工業電源,仍不使用特定的反激式穩壓器IC或其他集成的“解決方案”,而是圍繞一個具有14個引腳的單邏輯IC。批量生產時,這些邏輯IC非常便宜,價格僅為某些PWM控制器或其他控制器的一小部分,而且您可以對電路進行微調,以至於確切了解正在發生的事情。令人遺憾的是,許多電源IC的數據手冊中仍然有許多問題沒有得到解答,並且大多數IC都是為特定應用而設計的。如果您對主流的需求僅幾步之遙,那麼您很快就會濾除大量可用的IC。 (是否對輸出電容負載沒有限制?要遠離具有打cup模式或折返電流特性的任何東西,即要遠離所有電源IC的98%!)

總結:今天,您可能不會使用74xx或4000系列IC來構建任何東西,這些IC可以用超過一兩行邏輯方程式來表示-但是小幫手仍然被成千上萬的人所使用。在模擬或電源環境中,它們被視為“只是某些非常好的片上晶體管”的領域。

如今,“學習”邏輯芯片甚至可能更多地涉及其直流電 AC規範與您可以使用它們構建大型邏輯塊或整個ALU的方式進行了比較(儘管後者也不會受到損害)。

Joshua
2011-12-08 10:05:26 UTC
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離散邏輯是每個人在進行電子板設計或調試時都應該知道的事情之一。據我了解,很少有人真正涉足大規模離散邏輯設計。太多的選擇可以將相同的功能集成到單個芯片和一些支持芯片中。這包括微控制器,CPLD,FPGA,ASIC,SoC,PSoC,DSP(處理器)等。 Microchip甚至有一些帶有可編程邏輯單元的微控制器:

http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/press-release/microchip-launches-8-bit-mcus -with-configurable-lo.html

可能還有更多選擇。離散邏輯仍然有用,但是不必學習如何從中構建ALU。我必須同意光子的實用離散邏輯列表。我認為,否則,微控制器和FPGA是最實用的學習方法。

至少根據我的經驗,與特定的微控制器,CPLD,FPGA等相比,一個項目通常需要的“ I / O”要稍微多一些。添加74HC595或類似芯片可以允許使用價格便宜得多的微型CPLD,等等。
darron
2011-12-08 10:15:10 UTC
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如Tevo所說,了解可用的內容可能會很有用。就是說,我自己並沒有花太多時間。我顯然像您一樣,購買了一些少量的7400飛機,希望它們能成為前進的一步。

那行不通。

您顯然是非常期待FPGA。保持興趣和做自己認為有趣的事情,可能比遵循可感知的道路更為重要。畢竟...如果最終感覺太像忙碌,您可能會有點疲倦而又一會兒又沒回來。

仔細看一下您擁有的7400個零件。您認為您對它們的工作有一個不錯的了解嗎?

我相信您在進入FPGA之前至少應了解邏輯門和触發器。如果有,那就去吧。



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