73
Эта особенность ЭСЛ-вентилей позволяет еще более увеличивать
быстродействие ЭСЛ-схем. Принято считать, что быстродействие ЭСЛ-схемы в
среднем в ~1,5 раза больше, чем у схемы, реализованной только на вентилях
ИЛИ-НЕ. В этом смысле лучшие результаты логического проектирования
достигаются не за счет работы с отдельными вентилями, а благодаря
относительно более свободному соединению транзисторов.
ЭСЛ позволяет свободно использовать логическое проектирование на
схемном уровне, так как ЭСЛ-схема является таким же переключателем тока,
как реле. В этом смысле элемент ЭСЛ сочетает в себе качества электронного
вентиля и реле.
Таким образом, логическое проектирование ЭСЛ-схем выполняется
следующим образом.
1. Логическое проектирование на уровне вентилей. Каждый ЭСЛ-вентиль
рассматривается как независимый от других вентилей строительный блок,
внутренняя схема которого не должна претерпевать изменения. Логическая
схема разрабатывается на основе ЭСЛ-вентилей, которые имеют парафазные
выходные сигналы ИЛИ-НЕ и ИЛИ (в ИС некоторых серий каждый из этих
выходных сигналов может быть дублирован); возможно использование
соединения «монтажное ИЛИ».
2. Логическое проектирование на схемном уровне. ЭСЛ-схема
разрабатывается на основе соединений, реализуемых на уровне электрических
схем ЭСЛ-вентилей:
а) соединение «монтажное И» — коллекторное соединение (допустимо
параллельное соединение не более восьми транзисторов) ;
б) соединение «монтажное ИЛИ» — эмиттерное соединение и
транзисторно-последовательное соединение (возможно последовательное
соединение не более трех транзисторов).
Проблемы использования ЭСЛ-схем
Схемы ЭСЛ имеют ряд недостатков. Одним из них является большая
потребляемая мощность. Так, ЭСЛ-вентиль потребляет от 20 до 60 мВт, в то
время как ТТЛ-вентиль — от 1 до 20 мВт. Вследствие этого при использовании
схем ЭСЛ не может быть достигнута столь высокая степень интеграции БИС,
как при использовании МОП-структур. В одном кристалле может размещаться
не более нескольких сотен ЭСЛ-вентилей в зависимости от требуемого
быстродействия и потребляемой мощности.
Вторым недостатком схем ЭСЛ является сложность выполнения
монтажных соединений, поскольку проводники печатной платы выполняют
роль передающих линий связи и форма сигналов существенно искажается, если
не предусмотреть соответствующих нагрузок на конце линий
Третьим недостатком является то, что для работы ЭСЛ-схемы необходимы
два источника питания.
Хотя для ЭСЛ-вентилей требуется большая площадь кристалла и они
потребляют значительную мощность, тем не менее эти схемы являются самыми
быстродействующими среди всех широко используемых типов логических