Układ cyfrowy: Różnice pomiędzy wersjami

Usunięte 203 bajty ,  9 lat temu
m
poprawa linków, drobne redakcyjne (mniej tłustej czcionki)
[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
m (Robot zmienił szablon DisambigR)
m (poprawa linków, drobne redakcyjne (mniej tłustej czcionki))
{{Inne znaczenia|elektroniki|[[Układ dyskretny|artykuł z zakresu teorii sterowania]]}}
'''Układy cyfrowe''' – rodzaj [[układ elektroniczny|układów elektronicznych]], w których [[sygnał]]y [[Napięcie elektryczne|napięciowe]] przyjmują tylko określoną liczbę poziomów, którym przypisywane są wartości liczbowe. Najczęściej (choć nie zawsze) liczba poziomów napięć jest równa dwa, a poziomom przypisywane są cyfry 0 i 1, wówczas układy cyfrowe realizują operacje zgodnie z [[Algebra Boole'a|algebrą Boole'a]] i z tego powodu nazywane są też '''układami logicznymi'''. Obecnie układy cyfrowe budowane są w oparciu o [[bramka logiczna|bramki logiczne]] realizujące elementarne operacje znane z algebry Boola: iloczyn logiczny ([[Koniunkcja (logika)|AND]], [[Dysjunkcja (logika)|NAND]]), sumę logiczną ([[alternatywa|OR]], [[Binegacja|NOR]]), negację [[negacja|NOT]], różnicę symetryczną ([[Alternatywa wykluczająca|XOR]]) itp. Ze względu na stopień skomplikowania współczesnych układów wykonuje się je w postaci [[układ scalony|układów scalonych]].
 
Zalety układów cyfrowych:
* Możliwość '''bezstratnego''' [[kod]]owania i przesyłania [[informacja|informacji]] – jest to coś, czego w [[układ analogowy|układach analogowych]] operujących na nieskończonej liczbie poziomów napięć nie sposób zrealizować.
* Zapis i przechowywanie informacji cyfrowej jest prostsze.
* Mniejsza wrażliwość na zakłócenia elektryczne.
 
Wady układów cyfrowych:
* Są skomplikowane zarówno na poziomie elektrycznym, jak i logicznym i obecnie ich [[komputeroweProjektowanie wspomaganiewspomagane projektowaniakomputerowo|projektowanie wspomagają komputery]] (patrz: [[Hardware Description Language|język opisu sprzętu]]).
* Chociaż są bardziej odporne na zakłócenia, to '''wykrywanie przekłamań''' stanów logicznych, np. pojawienie się liczby 0 zamiast spodziewanej 1, wymaga dodatkowych zabezpieczeń (patrz: [[Kodowanie korekcyjne|kod korekcyjny]]) i też nie zawsze jest możliwe wykrycie błędu. Jeszcze większy problem stanowi ewentualne odtworzenie oryginalnej informacji.
 
== Klasyfikacja układów cyfrowych ==
Ze względu na technologie w jakiej wykonano bramki logiczne:
* bipolarne,
** [[Transistor-transistor logic|TTL]] (ang. '''''T'''ransistorTransistor-'''T'''ransistorTransistor '''L'''ogicLogic''),
** [[ECL]] (ang. '''''E'''mitterEmitter '''C'''oupledCoupled '''L'''ogicLogic''),
** [[Integrated Injection Logic|I²L]] (ang. '''''I'''ntegratedIntegrated '''I'''njectionInjection '''L'''ogicLogic''),
* unipolarne,
** [[MOSFET|NMOS]] i [[MOSFET|PMOS]],
** [[CMOS]] (ang. '''''C'''omplementaryComplementary '''MOS''''').
 
Ostatnimi laty bardzo popularne stały się programowalne układy cyfrowe. W odróżnieniu od programowalnych [[mikroprocesor]]ów, programowana jest fizyczna struktura układu oparta na:
 
== Ograniczenia techniczne ==
[[Plik:uklady cyfrowe LH.svg|frame|left|Przedziały napięć w układzie logicznym]]
 
Ze względu na różne czynniki, takie jak wahania napięcia zasilającego, zakłócenia zewnętrzne, rozrzut parametrów itp. sygnały przetwarzane w układach cyfrowych nie mają ściśle określonych wartości, stąd też liczby przypisuje się nie wartościom napięć, ale '''przedziałom napięć'''.
 
W układach logicznych, gdzie są zdefiniowane tylko dwie wartości liczbowe, rozróżnia się dwa przedziały napięć: '''wysoki''' (ozn. '''H''', z ang. ''high'') i '''niski''' (ozn. '''L''', z ang. ''low''); pomiędzy nimi jest przerwa, dla której nie określa się wartości liczbowej – jeśli napięcie przyjmie wartość z tego przedziału, to ''stan logiczny'' układu jest '''nieokreślony'''.
 
Jeśli do napięć ''wysokich'' zostanie przyporządkowana logiczna jedynka, a do ''niskich'' logiczne zero, wówczas mówi się, że układ pracuje w '''logice dodatniej''' (inaczej zwaną '''pozytywną'''), w przeciwnym razie mamy do czynienia z '''logiką ujemną''' (inaczej zwanąlub '''negatywną''').
 
== Zobacz też ==
* [[Hardware Description Language|język opisu sprzętu]] (HDL)
 
[[Kategoria:Elektronika cyfrowa|!]]