Основные разделы


Энергетика и скорость производства цифровой информации

Энергетические затраты на производство информации в цифровых системах и скорость ее производства тесно взаимосвязаны. За высокие скорости приходится расплачиваться высокими затратами энергии. И наоборот, сэкономить энергию можно за счет уменьшения скорости. Дополнение Электронные схемы логических вентилей - базовые элементы цифровых интегральных устройств с точки зрения энергетики, представляют собой совокупность электронных компонентов, организованных в единый ансамбль электронных цепей для передачи, накопления и диссипации электрической энергии, потребляемой с внешних источников. В совокупность электронных компонентов обязательно входят переключатели, управляемые входными электрическими сигналами. Эти переключатели формируют электрические цепи совместно или с другими переключателями, или с пассивными компонентами, с помощью которых двоичная цифровая информация представляется в виде уровней напряжений (или токов) за счет потоков энергии между полосами источников питания. При смене входной информации переключатели изменяют конфигурации цепей и соот­ветственно потоков энергии в них. При этом происходит накопление энергии в одних компонентах и ее диссипация в других. Количество энергии, необходимое для предоставления информации и скорости накопления и диссипации энергии, определяются скоростные характеристики производства информации, определяются:

принципами действия элементарных переключателей и других

компонентов вентилей;

видами их соединения в электронных схемах вентилей и способам подключения к источникам энергии;

способами воплощения компонентов и соединений между ними и источниками энергии в интегральной структуре.

Эти факторы совместно определяют как количество энергии так и скорость ее потребления, необходимые для достижения определенной скорости обработки информации. Они тесно взаимосвязаны и трудно однозначно четко выделить их индивидуальные вклады. Тем не менее, если приоритет отдать энергетике производства информации, то логично вначале рассмотреть факторы, в первую очередь, определяющие необходимое количество энергии. С этой целью рассмотрим логические вентили как энергопотребители. Какое количество энергии необходимо для производства информации и достаточно для этого производства с заданным быстродействием - мало ответить на этот вопрос. Надо еще разобраться, как и какими средствами этого достигнуть.

Энергетика и скорость производства цифровой информации

Воплощение схемотехнических принципов в конкретные базовые элементы цифровых схем начинается с подбора элементарных переключателей. Этот выбор определяется прежде всего требованиями по быстродействию, которые предъявляются к цифровому устройству. Скорость производства информации на уровне базового логического вентиля в основном определяется принципом действия элементарного переключателя. Поэтому в данном разделе рассмотрены основные типы переключателей, как элементы цифровых вентилей, главным образом определяющие скорость производства цифровой информации.

И, наконец, электронная схема должна быть реализована в виде интегральной структуры. От того, каким образом это будет выполнено, зависит скорость производства информации и цена, которую за это надо будет заплатить. Изготовление интегральных цифровых устройств дорогостоящее дело. Поэтому требования к параметрам физической структуры, к геометрическим (топологическим) размерам элементов не должна быть чрезмерно жесткими. Они должны соответствовать достигнутому уровню развития технологии. Желательно решить задачу без усложнения технологии по возможности только за счет соответствующей организации конфигурации схемы соединения компонентов и подбора вида и параметров электронных ключей. То есть схемотехническим путем. Особенности структур базовых элементов, определяющие энергетику и скоростные качества базовых вентилей будут изложены в последующих разделах дополнения.

Прочитайте еще и эти статьи:

Исследование методов повышения производительности в Ad-Hoc сетях
Беспроводные сети позволяют людям связываться и получать доступ к приложениям и информации без использования проводных соединений. Это обеспечивает свободу передвижения и возможность использования приложений, находящихся в других частях дома, г ...

Двухдиапазонная антенна, работающая на частотах 264 МГц и 396 МГц
Для дуплексной связи на УКВ (сотовая связь, радиотелефоны и т.д.) часто необходимы антенны с коэффициентом направленного действия (КНД), равным 8-12 дБ, и с хорошим согласованием в полосе частот (10-30) % или решетки из таких элементов. Логопер ...

© Copyright 2018 | www.techattribute.ru