Famiglia logica

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In elettronica digitale, la famiglia logica è una modalità di realizzazione di un componente logico digitale. Nei circuiti integrati rappresenta un insieme di porte logiche realizzate per mezzo di un design particolare, caratterizzate dai medesimi livelli logici e tensione di alimentazione. Molte famiglie logiche sono realizzate come componenti individuali, ognuno dei quali contenente una o più funzioni logiche specifiche, che costituiscono la base per l'implementazione di blocchi logici più complessi.[1]

Ogni famiglia logica è caratterizzata da una funzione logica principale, alla quale corrisponde la porta logica base della famiglia. Le caratteristiche di una famiglia logica sono principalmente due:[1]

  • Gli elementi di una famiglia logica sono fra loro compatibili, cioè possono essere collegati direttamente indipendentemente dalla tensione di alimentazione del segnale.
  • Gli elementi appartenenti a due famiglie logiche diverse non sono invece compatibili, essendo caratterizzati da diverse tensioni di alimentazione.

Il termine "famiglia logica" è anche utilizzato per indicare un insieme di tecniche utilizzate per implementare la logica all'interno di circuiti Very large scale integration, come CPU, memorie informatiche e altre funzioni booleane complesse.

Le famiglie logiche[modifica | modifica wikitesto]

Le famiglie logiche possono essere divise in più categorie, di seguito riportate in ordine cronologico:

Le famiglie logiche DL, RTL, DTL, ed ECL derivano dai circuiti logici usati nei primi computer, inizialmente realizzati tramite componenti discreti. Le logiche PMOS e I2L sono invece state usate per periodi relativamente brevi, in particolare all'interno di circuiti LSI, e sono considerate obsolete.

Le famiglie logiche che nel 2010 sono utilizzate su larga scala sono le ECL, TTL, CMOS, NMOS, and BiCMOS. Di queste, in particolare, la ECL è usata in applicazioni ad elevata frequenza di commutazione, mentre la logica NMOS è largamente sfruttata nei circuiti VLSI. I blocchi logici dei circuiti integrati, invece, si basano su ECL, TTL, CMOS, and BiCMOS.

Tavola delle famiglie logiche per circuiti integrati[modifica | modifica wikitesto]

Famiglia Descrizione Ritardo di propagazione (ns) Velocità di toggle(MHz) Potenza per porta logica @1 MHz (mW) Tensione di alimentazione V (range) Anno di sviluppo Remarks
RTL Resistor-transistor logic __ 4 10 3.3 1963 Logica utilizzata dalla prima CPU costruita.
DTL Diode-transistor logic __ __ 10 5 1962 Introdotta dalla Signetics, la linea Fairchild 930 divenne lo standard industriale nel 1964
CMOS AC/ACT 3 125 0.5 3.3 or 5 (2-6 or 4.5-5.5) 1985 ACT ha livelli compatibili con la TTL
CMOS HC/HCT 9 30 0.5 5 (2-6 or 4.5-5.5) 1982 HCT ha livelli compatibili con la TTL
CMOS 4000B/74C 30 5 1.2 10V (3-18) 1970
TTL Original series 10 25 10 5 (4.75-5.25) 1964 Several manufacturers
TTL L 33 3 1 5 (4.75-5.25) 1964 Basso consumo energetico
TTL H 6 43 22 5 (4.75-5.25) 1964 Alta frequenza di commutazione
TTL S 3 110 19 5 (4.75-5.25) 1969 Schottky high speed
TTL LS 10 33 2 5 (4.75-5.25) 1976 Low power Schotky high speed
TTL ALS 4 34 1.3 5 (4.5-5.5) 1976 Advanced Low power Schottky
TTL F 3.5 100 5.4 5 (4.75-5.25) 1979 Veloce
TTL AS 2 105 8 5 (4.5-5.5) 1980 Advanced Schottky
TTL G 1.5 1125 (1.125 GHz) 1.65 - 3.6 2004 Prima logica della Serie 7400 La G sta per Gold Doped(drogaggio ad Oro per uccidere velocemente la carica minoritaria)
ECL ECL III 1 500 60 -5.2(-5.19 - -5.21) 1968 Improved ECL
ECL MECL I 8 31 -5.2 1962 Caratterizza il primo circuito integrato prodotto
ECL ECL 10K 2 125 25 -5.2(-5.19 - -5.21) 1971 Motorola
ECL ECL 100K .75 350 40 -4.5(-4.2 - -5.2) 1981
ECL ECL 100KH 1 250 25 -5.2(-4.9 - -5.5) 1981

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b Mauro Olivieri, Corso di elettronica digitale, Università di Roma "La Sapienza" - 2001; pag 6.2.
  2. ^ Anche conoscoita come Current-mode logic (CML)
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