Основные разделы


Классификация вентилей как энергопотребителей

Рассматриваемая классификация в качестве классификационных признаков использует свойства логических вентилей, характеризующих их энергетические характеристики. Первым классификационных признаком в соответствии со сказанным выше целесообразно использовать вид источников питания, из которого цифровые схемы потребляют энергию, необходимую для производства информации. По этому признаку все виды цифровых схем можно сгруппировать в три класса. К первому классу отнесены вентили, питающиеся от традиционных источников электроэнергии искусственного происхождения: вторичные источники стабилизированного напряжения, батарейки, аккумуляторы и другие. Эти источники используются для подавляющего большинства цифровых схем. Дополнение

Ко второму классу вентилей - энергопотребителей относятся вентили, которые для питания используют ионизирующее излучение. Широко известны логические вентили, питающиеся от света искусственных источников. Существуют также логические схемы работоспособные от солнечного света. Они отнесены ко второму классу. К данному классу относятся также и вентили, способные использовать энергию других источников энергии. В качестве таких источников используется фоновое радиоизлучение, сейсмическая энергия вибрации стен зданий, перепады атмосферного давления и другие. Вентили данного класса принципиально отличаются от вентилей предыдущего класса наличием встроенных преобразователей энергии. Известны также логические вентили, способные функционировать как от искусственных традиционных источников, так и от естественных источников энергии. Например, такие вентили могут питаться энергией солнечного света, а в его отсутствие - от традиционного аккумулятора. Вентили данного третьего класса принципиально отличаются от двух предыдущих наличием специальных средств, обеспечивающих изменения режима электропитания. Традиционные источники питания для передачи энергии требуют, по крайней мере, двух шин: собственно шин питания и общей шины. Шины подключаются к каждому вентилю цифрового устройства и занимают значительную часть площади кристалла. Это обстоятельство во многом определяет топологию интегральной схемы и затрудняет внутрисхемные соединения. Большая длина шин и большая площадь шин также отрицательно сказываются на надежности устройств и плотности их упаковки. Энергетическое снабжение с использованием традиционных источников является типичным централизованным с присущими ему недостатками. Любой одиночный дефект, приводящий к короткому замыканию шин питания, приводит к катастрофическому отказу устройства в целом. Протекание токов по шинам питания обуславливает термолизацию части поставляемой источником энергии. Неизбежные потери энергии при транспорте от источника к вентилю делает принципиально невозможным создание полностью адиабатических схем, то есть, схем совершенно не диссипирующих энергию.

Вторым классификационным признаком рассматриваемой классификации логично использовать характеристику вентилей-потребителей, отражающую степень диссипации энергии в процессе об-д.2. Энергетика и скорость производства цифровой информации работки и хранения информации. Долгое время существовали логические элементы только полностью диссипирующие потребляемую от источников питания энергию. Электрическая энергия, поставляемая как искусственными, так и естественными источниками электропитания в процессе производства информации диссипировалась полностью, превращаясь в тепло, выделяемое на резистивных элементах конструкции цифровых устройств. Это порождало большие проблемы теплоотвода. Сравнительно недавно появились новые виды вентилей и логических схем, принципиально отличающиеся от упомянутых выше. Появились логические схемы лишь частично диссипирующие энергию, потребляемую от источника в процессе производства информации. В цифровых схемах данного вида энергия диссипируется лишь часть энергии поставляемой источником, другая же часть - обратно возвращается в источник питания и используется повторно. Схемы данного вида имеют качественные отличия от широко используемых традиционных схем, обуславливающие их несомненные достоинства в экономичности.

Перейти на страницу: 1 2

Прочитайте еще и эти статьи:

Структурная схема системы связи
В теории электрической связи рассматриваются вопросы преобразования сообщений в электрические сигналы, преобразования и передача сигналов включающих в себя вопросы генерирования сигналов, кодирования модуляции, помехи и искажения сигналов, оптим ...

Разработка процессорного модуля
Высокий уровень внедрения компьютерных систем в жизнь человека требует от специалистов по компьютерной технике все больше практических знаний и умений в построении сложных компьютерных систем. В современном мире информации становится все бол ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru