7400 시리즈 "젤리 빈"로직 IC를 사용하는 방법을 배우는 것이 가치가 있습니까? 아니면 완전히 사용되지 않습니까?

전자 학습을위한 로드맵에는 7400 시리즈 로직 칩이 포함되었습니다. 나는이 칩이있는 랩을 포함하는 "Art of Electronics"랩 매뉴얼의 랩을 따라 전자를 시작했습니다. 이 특정 랩을 수행하기 전에 여러 개의 맞춤형 Microchip PIC 및 Atmel 마이크로 컨트롤러 보드를 구축했습니다. 이제 나는 FPGA를 눈여겨보고 있으며 그중 하나를 시험 해보고 흥분합니다. 7400 시리즈를 그대로 두어야합니까 아니면 최신 프로그래머블 로직 칩을 이해하는 데있어 기본 요소로 이해하고 있습니까? 7400 시리즈 중 일부는 간단한 물건을 위해 새로운 (좋은) 디자인에 계속 사용됩니까? 항상 사용되는 특히 유용한 7400 시리즈 칩이 있습니까? 7400 시리즈 랩을 수행하는 데 오래 걸리지 않았지만 나는 부품을 조달하는 데 어려움을 겪은 이후로 그들이 얼마나 쓸모 없는지에 대한 감각을 원했습니다. 나는 일부를 찾을 수 없었고 내가 생각했던 것보다 더 많은 돈을 소비하게되었다.

해결책:

모든 답변에 감사드립니다! 모든 답변이 도움이되었습니다. 7400은 여전히 ​​디자인에서 응용 프로그램을 찾고 오늘날에도 여전히 유용하지만 일반적으로 프로그래머블 로직이 더 적합한 대규모 로직 디자인에는 적합하지 않다고 확신했습니다. 또한, 개별 로직 IC를 사용하는 법을 배우는 것이 프로그래머블 로직 디바이스를 시작하기 전에 준비 단계가 될 것이라고 확신했다.

74xx에 대해 배우는 FPGA가 더 이상 사용되지 않는다고 1 분 동안 생각하지 마십시오. FPGA를 사용하여 설계하려면 헤드에서 작동하는 로직을 개별 게이트 레벨에서 '볼'수 있어야합니다 (이 기술은 이산 로직 칩 74xx, cmos 40xx로부터 배울 수 있습니다).

FPGA를 프로그래밍하는 것은 컴퓨터 프로그램을 작성하는 것과 같지 않지만 마치 마치 바보라고 말할 것입니다.

당신은 그물에있는 많은 사람들이 그들의 FPGA 디자인이 크거나 느리다는 것을 보게 될 것입니다. 실제로 그들은 진정한 멀티 프로세싱 병렬 게이트 레벨에서 생각하고 그들이하려는 대부분의 시리얼 프로세싱을 끝내는 방법을 이해하지 못합니다. 이는 디자인 툴을 열어 'C'또는 'C ++'를 작성하는 것처럼 프로그래밍을 시작하기 때문입니다.

1. 가정용 컴퓨터에서 FPGA를위한 디자인을 컴파일하는 데 걸리는 시간에 74xx에서 간단한 로직 디자인을 브레드 보드 할 수 있습니다
2. FPGA를 설계에 사용하려면 반드시 '하드'FPGA가 아닌 시뮬레이터로 작업해야합니다. 즉, 74xx 설계가 오작동하는 경우 연결을 피할 수 있으며, FPGA를 사용하여 다시 작성하고 시뮬레이션을 다시 실행해야합니다. 그런 다음 FPGA 디자인을 다시 컴파일하는 데 30 분 이상이 소요됩니다.

74xx 또는 40xx 범위를 고수하고 게이팅 기능을 갖춘 일부 'adders', 'shifters'및 LED flashers를 구축하십시오. 개별 칩을 보는 데 익숙해지면 FPGA 인 거대한 'blob'으로 작업 할 때 더 쉬워집니다

내가 보는 두 가지 종류의 이산 논리는 여전히 많이 사용했습니다.

• 버퍼. 긴 버스 라인을 구동하기 위해 60mA가 필요하거나 보드에서 FPGA를 튀길 기회를주지 않기 위해 들어오는 신호가있는 경우에도 여전히 별도의 버퍼 장치가 필요합니다. 버퍼는 5V 레거시 인터페이스와 저전압 FPGA I / O 사이의 레벨 시프터로도 사용됩니다.

• 작은 논리. TI, NXP 등은 모두 이것들을 가지고 있습니다. 그것들은 기본적으로 TTL 로직과 같은 오래된 기능이지만 일반적으로 패키지에 하나 또는 두 개의 게이트입니다. 패키지는 SOT23 또는 SC70과 같은 미세한 것입니다. 제어 신호 (예 : 전원 공급 장치 시퀀싱 등)를 수정하기 위해 인버터 또는 AND 게이트가 필요한 경우, $ .05 또는 $ .10 게이트 이용 가능.

글쎄, 당신이 이미 그들을 가지고 있다면, 실험실을하지 말고 그들이하는 일과 운영 방식에 대해 좋은 느낌을 가질 이유가 없습니다.

기본 TTL 레벨이 점점 더 쓸모 없어지고 있지만, 동일한 게이트 / 로직을 제공하지만 CMOS, 고속, 저전압 등과 같은보다 현대적인 디자인에 더 적합한 다양한 라인이 있습니다.

나는 7400 시리즈를 가끔씩 만 사용했지만, 그 시리즈가 무엇을 제공해야하는지 잘 알고 있었기 때문에 기뻤습니다.

FPGA 프로그래밍은 많은 프로그래밍이지만 대상 하드웨어는 대부분의 프로그래머가 머리를 감쌀 수없는 수준에서 병렬입니다. 또한 애플리케이션 프로그래밍의 정제 된 세계에서 아날로그가없는 복잡한 (타이밍, 신호 등록, I / O 핀 방향 등) 문제가 있습니다.

74xx 논리를 학습하면 신호 등록, 시계를 얼마나 멀리 펼칠 수 있는지 등과 같은 문제에 대한 느낌을 줄 수 있으므로 도움이 될 것입니다. 중요한 것은 74xx 논리에 너무 매혹되어 생각할 수없는 것입니다. FPGA는 오른손에 놀라운 일을 할 수 있으며, 생각할 수있는 모든 것이 74xx 로직을 에뮬레이트하는 것이라면 잠재력을 낭비하고 있습니다.

많은 프로젝트에는 이산 트랜지스터로 실제로 구축하기에는 너무 큰 양의 이산 로직이 필요하지만 PLD조차도 과도하게 과도하게 사용되거나 너무 많은 전류를 사용합니다. 그러한 역할을 수행 할 수있는 재고 74HCxx 등의 장치가 어떤 것인지 아는 것이 유용합니다. 어떤 경우에는 역할을 채우는 '명백한'부분이있을 수 있지만 다른 부분은 실제로 그 역할을 더 잘 채울 수 있습니다. 때로는 고유 한 프로젝트 요구 사항을 충족시키기 위해 예기치 않은 방식으로 부품을 사용할 수 있습니다. 특히 자랑스럽게 생각하는 한 가지 예는 저항과 작은 캡이있는 74xx153 또는 74xx253을 사용하여 다음 기능 (입력 A, B 및 C, 출력 X 및 Y)을 모두 수행하는 것입니다.

X =! A
! A & B 일 때 Y = 출력 C; 그렇지 않으면 Y를 잡아라

필자는 저항과 캡 (Y의 피드백에 대한)이 반드시 필요한지 확신하지 못했지만이 설계는 하나의 74xx 로직 칩을 사용하여 1980 년대 초에 다른 설계자들이 여러 칩을 사용한 역할을 수행했습니다.

접착제 로직 (예 : 74xx 칩 "접착")으로 PCB 공간의 전체 평방 피트를 채웠던 시대는 끝났습니다. 교육 프로젝트, 오래된 교체 보드를위한 예비 부품 개조 / 만들기, 홀수 높은 신뢰성, 높은 -온도, 공간, 밀 또는 에어로 등급 제품 일 수 있습니다.

지난 2 년 동안, 나는 많은 고가의 FPGA 전력을 공급하는 보드에서 작업했습니다. 이 보드에서 74xx가 여전히 사용되는 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 버스 또는 라인 드라이버 및 수신기 -일부 로직 제품군은 마이크로 컨트롤러 또는 FPGA 출력보다 우수한 전류 처리 기능을 제공하며 일부 로직 제품군은 FPGA 출력 (EMI!)만큼 유독 한 슬 루율을 갖지 않습니다. 또한 FPGA 입력은 GND 또는 공급 레일을 넘어 신호 링잉에 대한 사양이 매우 엄격한 경향이 있습니다. 불쾌한 곳에서 나온 트레이스와 FPGA 사이의 단일 게이트 칩은 큰 걱정을 덜어줍니다.

• 회로의 안전 관련 부분 -중복성을 사용하여 설계의 일부 부분을 구축하거나 여전히 원하는대로 작동하는지 확인하는 수단은 프로그래머블 디바이스 (마이크로 컨트롤러, FPGA 등)를 사용하는 것이 종종 어렵거나 불가능합니다. 이것은 작은 로직 (싱글 게이트 IC)이 매우 편리한 곳입니다. 때로는 다이오드, 이산 트랜지스터 및 / 또는 저항 (이산 DTL, RTL, TTL)으로 구축 된 로직을 사용하기도합니다.

• 평상시보다 높은 전압 레벨 , 솜씨가 매우 엄격한 타이밍 사양 과 결합되어 있습니다. 특히 아날로그 또는 전력 회로를 설계 할 때 10 ... 15 V로 작동하는 회로의 일부 주위에 로직이 필요하거나 전원 부분의 일부 이벤트와 FPGA 사이의 인터페이스가 필요합니다. 4000 시리즈 CMOS 칩은 15V 이상으로 작동하기 때문에 여전히 훌륭합니다. Discrete DTL은 매우 빠른 전파 지연과 3.3V보다 큰 전압을 모두 처리하도록 설계 될 수 있습니다. MOSFET 만 켜는 MOSFET 드라이버가 필요한 경우 3.3V "아일랜드"에서 나오는 두 개의 출력이 일치하는 경우, 이산 로직을 사용하여 필요한 AND 로직 게이트와 0 및 10V 게이트 드라이버로의 레벨 시프터를 달성 할 수 있습니다.

• 비용 및 예측 가능성-일부 산업용 전원 공급 장치, 심지어 최신 전원 공급 장치는 여전히 특정 플라이 백 레귤레이터 IC 또는 기타 통합 된 "솔루션"을 사용하지 않으며 14 핀의 단일 로직 IC를 중심으로 설계되었습니다. 이 로직 IC는 대량으로 더럽고 저렴하며 일부 PWM 컨트롤러 또는 그 밖의 비용이 들며 회로를 미세 조정하여 현재 상황을 정확하게 알 수 있습니다. 안타깝게도 많은 전원 공급 장치 IC가 여전히 데이터 시트에 많은 질문에 대한 답을 남기지 않으며 대부분은 특정 응용 프로그램을 염두에두고 설계되었습니다. 주류에서 약간 벗어난 요구 사항이 있으면 즉시 사용 가능한 많은 IC가 필터링되는 지점까지 신속하게 도달 할 수 있습니다. (출력의 용량 성 부하에 제한이 없습니까? 딸꾹질 모드 또는 폴드 백 전류 특성이있는 물건은 피하십시오.

요약 : 오늘날, 1 ~ 2 줄 이상의 논리 방정식으로 표현할 수있는 74xx 또는 4000 시리즈 IC로 아무것도 만들지 않을 것입니다. 이들은 아날로그 또는 전력 환경에서 "특정 잘 지정된 트랜지스터 온 칩"으로 간주됩니다.

오늘날 논리 칩을 "학습"하는 것은 큰 논리 블록 또는 전체 ALU를 구성 할 수있는 방법과 비교할 때 전기 DC 및 AC 사양 에 관한 것일 수도 있습니다 (후자는 아프지 않음).

이산 논리는 전자 보드의 설계 또는 디버깅을 수행 할 때 모든 사람이 알아야 할 사항 중 하나입니다. 내가 이해하는 것처럼, 소수의 사람들이 실제로 대규모 이산 논리 설계를 파고 들었습니다. 동일한 기능을 단일 칩과 일부 지원 칩에 배치하기에는 너무 많은 옵션이 있습니다. 여기에는 마이크로 컨트롤러, CPLD, FPGA, ASIC, SoC, PSoC, DSP (프로세서) 등이 포함됩니다. 마이크로 칩에는 프로그래밍 가능한 로직 셀이있는 마이크로 컨트롤러도 있습니다.

http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/press-release/microchip-launches-8-bit-mcus-with-configurable-lo.html

아마도 더 많은 옵션이있을 것입니다. 이산 논리는 여전히 유용하지만 ALU를 구축하는 방법을 배울 필요는 없습니다. Photon의 실용적인 이산 논리 목록에 동의해야합니다. 그렇지 않다면 제 생각에는 마이크로 컨트롤러와 FPGA가 가장 실용적입니다.

Tevo가 말한 것처럼 사용 가능한 것을 아는 것이 유용 할 수 있습니다. 즉, 나는 그들 자신에게 많은 시간을 소비하지 않았습니다. 나는 분명히 당신과 같이 그들이 길을 따라갈 것으로 기대하는 7400 대의 아주 작은 선택을 샀습니다.

그런 식으로 해결되지 않았습니다.

당신은 분명히 FPGA를 기대하고 있습니다. 인식 된 경로를 따르는 것보다 관심을 유지하고 재미 있다고 생각하는 일을하는 것이 더 중요 할 것입니다. 결국 ... 바쁜 일처럼 느끼면 조금 타거나 잠시 돌아 오지 않을 수 있습니다.

보유한 7400 부품을 잘 살펴보십시오. 그들이하는 일을 잘 처리한다고 생각하십니까?

FPGA로 뛰어 들기 전에 최소한 로직 게이트와 플립 플롭을 이해해야한다고 생각합니다. 만약 당신이 그것을 가지고 가십시오.