¿Puedo calcular cuánto tiempo tomará la propagación de una señal eléctrica a través de un circuito TTL?

Para un circuito TTL de compuertas discretas y flip flops (no estamos hablando de retrasos internos dentro de lógica compleja aquí), es posible , pero no será particularmente preciso.

Usted puede obtener el tiempo total mínimo y máximo siempre que la hoja de datos le ofrezca los valores mínimo y máximo para \ $ t_ {PLH} \ $ y \ $ t_ {PHL} \ $ (retraso de propagación bajo a alto y alto a bajo respectivamente).

De la hoja de datos del venerable 74ALS04 , puedo ver que el retraso de propagación es entre 3 a 11 nsec para \ $ t_ {PLH} \ $ y entre 2 a 8 nsec para \ $ t_ {PHL} \ $

Lamedicióndepruebadelahojadedatosmuestrasolocómosedefinelamedición:

Tengaencuentaqueeltipodetransiciónserefierealcambiodeestadodesalida.

Simplementepuedebuscarcadapuertayextraerlainformacióndelahojadedatos,perocomoelretardodepropagacióndifieredebajoaaltoydealtoabajo(noesverdadentodaslaspartes),podríaserunpocotedioso,pero¿SepuedehacerparauncircuitoTTLdepuertasindividualesychanclas?Claro.

Paracircuitosconreloj,busqueel 74LAS74 o quizás el 74ALS374 .

  

Me gustaría poder calcular cuánto tiempo tarda (¿la señal eléctrica?) en moverse a través de una parte / sección particular de un circuito dentro de una arquitectura de computadora ...

Eso es lo que hace el "analizador de tiempo estático" de una herramienta de síntesis. Las herramientas de síntesis adaptarán las puertas usadas para cumplir con los requisitos de tiempo de entrega. En ese sentido, seleccionará las puertas óptimas, elegirá entre varios sumadores, registrará la multiplicación, registrará el balanceo y usará varias otras estrategias para hacer que el circuito cumpla con el tiempo. En eso también estimará la 'carga de cable' dependiendo del área del circuito.

Esta tarea se ha alejado de 'humanos', ya que es una forma demasiado compleja de realizar manualmente.

El valor de un diseñador de VLSI digital hoy en día reside en la experiencia que él / ella ha adquirido a lo largo de los años para tener una idea de cómo debe verse la lógica / RTL para cumplir con la frecuencia de reloj requerida.

Básicamente, esto es muy difícil de hacer desde los primeros principios. Como proyecto realista, tendría que calificarlo casi imposible.

Primero, necesita conocer el circuito interno que utiliza la puerta. Tenga en cuenta que este no es el circuito "equivalente" que puede encontrar en algunas hojas de datos; necesita el circuito completo.

A continuación, necesita buenos modelos de las partes utilizadas en el circuito, especialmente los transistores. Y estos no están disponibles: los transistores no se desarrollaron para su lanzamiento independiente, por lo que no se publicaron los parámetros detallados.

Luego necesita las partes "implícitas" del circuito: resistencias y capacitancias del canal, más el modelado del paquete de circuitos integrados y los cables de unión. Tenga en cuenta que este último se volvió importante con el desarrollo de puertas de muy alta velocidad en los años 80 y el problema del rebote en tierra. Las capacidades internas, en particular, desempeñan un papel importante en la determinación de la velocidad de la puerta, y éstas dependen mucho de los detalles de la disposición de las piezas en el circuito integrado.

Si tienes todo eso, determinar la velocidad de la puerta es bastante sencillo.

Mucha suerte.

Los electrones en el cable de cobre se desplazan a unos pocos milímetros por segundo, lo que causa un calentamiento excesivo en los cables.

Los electrones "orbitan" los átomos más rápido que una bala acelerada.

Las señales eléctricas normalmente se propagan a más de la mitad de la velocidad de la luz.