이산 로직 설계

간단한 알람 장치를 만드는 일을 맡았습니다. 입력을 몇 개만 측정하면 그에 따라 출력이 반응합니다 (매우 간단하게 말하면됩니다!). 나에게 몇 개의 개별 논리 게이트를 사용하면 작업이 완료되는 것처럼 보였지만 동료 (나와 함께 일한 동료)는 프로그래밍 가능한 논리를 대신 사용해야한다고 결정했습니다. 그의 사례는 첫 번째로 나보다 상급자이기 때문이며 두 번째로 프로그래머블 장치는 미래이며 우리는 미래의 증거 제품을 만들고 싶다는 것이 그의 주장이었습니다.

내 질문은 몇 개의 이산 로직 게이트로 쉽게 구현할 수있는 디자인이 있다면 더 이상 이산 로직으로 디자인 할 가치가 있습니까? 프로그래밍보다 그것들을 사용하면 어떤 이점이 있습니까? 아니면 프로그래밍 가능한 논리에 의해 천천히 완전히 단계적으로 폐지됩니까? 분명히, 나는 '이 경우라고 믿는다'또는 '개인적으로 나는 이것을 생각하지만 ...'에 대한 대답을 원하지 않습니다. 프로그램 가능한 것보다 개별적으로 디자인하여 실제 이점이 있는지 알고 싶습니다. 요즘 소비자 가전 제품에서 디자인 할 가치가 있습니까?

이산 로직 설계가 완전히 단계적으로 폐지되지는 않습니다. 디스크리트 로직 IC를 사용하는 것이 선호되는 애플리케이션이 항상 있습니다. 지적 된 바와 같이, 많은 응용에서 속도 차이가 그렇게 중요하지는 않지만, 속도는 큰 이점이다.

설계 단계에서 회로의 서로 다른 지점에서 2 개 또는 3 개의 간단한 논리 기능 만 수행해야하는 회로를 설계하는 경우 별도의 게이트를 사용하는 것이 좋습니다. 프로그램도.

더 복잡한 논리 기능을 수행해야하는 시스템의 경우, 항상 진리표를 작성하고 작은 프로그램을 작성할 수있을 때 어떤 논리 게이트가 어디로 가야하는지 파악하는 것은 어리석은 일입니다. 일반적으로 입력이 많을수록 더 많은 게이트가 필요하고 개별 설계에 더 오래 걸립니다.

이산 논리가 실제로 이점을 갖는 곳은 학습에 있습니다. 논리 설계와 게이트 작동 방식에 대해 처음 배우면 실제 논리 게이트를 사용하고 개별 부품으로 다른 기능을 설계하는 것이 좋습니다. 기본을 이해하는 것이 좋습니다. 따라서 이로 인해 이산 논리는 항상 이 세상에서 자리를 차지할 것입니다. 가전 ​​제품은? 미래는 확실히 프로그래밍 가능합니다.

저는 전문 전자 엔지니어가 아닙니다 (실제로는 초보자). 그러나 몇 센트는 타이밍이 중요하거나 프로그래머블 로직을 사용하지 않아야하는 경우에만 전용 이산 로직 IC를 사용해야한다는 것입니다.

마이크로 컨트롤러를 사용하면 훨씬 더 복잡한 로직을 구현할 수 있으며 더 유연합니다. 또한 하드웨어를 변경하지 않고도 다시 프로그래밍 할 수 있습니다.

또한 소프트웨어가 따라 올 수없는 매우 빠른 타이밍이 필요한 경우 전용 로직 IC를 사용할 수 있습니다. 그러나 경보 시스템의 경우에는 필요하지 않은 것으로 보입니다 (나노초의 응답 시간이 필요하지 않음).

아래는 장단점에 대한 나의 해석입니다.

                          Discrete logic (ICs)      Programmable logic/
                                                    (Microcontrollers)
 Nanosecond speed                  x                         -
 Just a few 'operators' needed     x                         -
 No tool chain needed              x                         -
 Cost Efficiency *                 -                         x
 PCB / proto size                  -                         x
 Flexibility for changing          -                         x
 Production cost                   -                         x
 Possibility to extend features    -                         x

* Assuming more than a few (different) logic functions needed

상용 제품을 만들려는 경우 "프로그래밍 가능"하거나 상급 동료가 제안했기 때문에 실제로 디자인을 선택하지 않아야합니다. 대신 각 설계와 관련된 위험 과 비용을 추정 하고 비용 이 가장 낮고 허용 가능한 위험 수준이 가장 높은 것을 선택해야합니다. 시작하려면 :

• 개별 구성 요소의 가격은 비용을 추가
• 필요한 PCB 크기와 복잡성으로 인해 비용이 추가됩니다
• 필요한 설계 노력과 도구가 비용을 추가
• 필요한 테스트 및 인증으로 비용이 추가됩니다

• 유연성 부족 (예 : 새로운 PCB를 필요로하는 이산 논리의 변화) 위험
• 팀의 특정 기술에 대한 경험이 부족하면 위험합니다
• 프로젝트 요구 사항 (예 : 목표 전력 소비)을 충족시킬 수없는 위험

특정 프로젝트에 대해 이산 로직 IC를 소싱하는 것이 더 저렴할 경우, 해당 설계에 대한 경험이 있고 유연성 부족이 중요하지 않다고 생각하면 이산 로직을 사용하지 않을 이유가 없습니다.

다른 답변이 잊어 버린 한 가지 측면은 안전입니다. 이산 논리 회로는 훨씬 더 복잡한 마이크로 컨트롤러 설계보다 훨씬 안정적입니다. 수소 프로토 타입 자동차 제작을 도왔으며 모든 안전 회로는 이산 로직을 사용하여 설계되었습니다. 안전 및 신뢰성은 경보 시스템 설계를 고려할 수있는 측면입니다.

복잡한 조합 논리와 타이머를 수행해야 할 때마다 불연속 논리를 신경 쓰지 않고 항상 ATtiny를위한 최소 어셈블러 프로그램을 코딩합니다 (원하는 경우 PIC를 사용하십시오).

조합 논리는 최대 20 라인의 어셈블러 (여러 조회 테이블)입니다. 각 소프트웨어 타이머는 또 다른 10 개의 라인을 추가합니다. 하드웨어 타이머가 훨씬 적습니다. A / D 컨버터, 비교기, PWM 생성이 필요한 경우 이점을 얻을 수도 있습니다.

유일한 단점은이 부분을 플래시해야한다는 것입니다. 때때로 그것은 쇼 스토퍼이지만, 거의 그렇지 않습니다. 가장 큰 장점은 보드에 훨씬 적은 공간이 필요하고 라우팅이 훨씬 간단하며 필요한 경우 로직 기능을 쉽게 변경할 수 있다는 것입니다.

별도의 로직 IC의 나머지 사용 사례는 1µs보다 빠르게 작동해야하는 경우입니다.

최종 제품-소비자 디바이스와 이야기 할 때 이산 로직에 대한 이점이 많지 않을 것입니다. 예외는 불리한 조건에 대해 매우 견고해야하거나 완전히 특성화하기 매우 쉬운 것 (펌웨어 기반의 경우 실제 버그의 복잡성 및 잠재적 가능성이 훨씬 높음)이거나 앞으로 수십 년 동안 비슷한 부분 (기술 문자가 변경 되더라도 74xx 발자국은 매우 느리게 변경됩니다)).

이산으로 실제로 더 잘 할 수있는 것은 자기 타이밍, 비동기 논리입니다 (한 가지를 완성하면 즉시 다른 것을 유발합니다). 그러한 디자인의 정당성은 거룩한 전쟁 주제입니다. 걱정하지 마십시오. 동기 사람들이 당신을 이길 원하지만 당신은 단지 그들의 시계를 가져 가야합니다, 그들은 무의미하게 그것을 영원히 기다리고있을 것입니다.

디자인 방법론에 관해서는, 그것은 디자이너의 선호하는 스타일에 달려 있다고 말할 것입니다. 호스트 PC의 전원을 사용하는 경우 (분위기를 위해 핀에 와이어를 만질 때 시뮬레이션 된 스파크가 있음) 분명히 별개의 논리를 선호하는 사람들이 좋아할 것입니다. :)