CMOS 스위치의 비정상적인 응용. 계획, 설명

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CMOS 구조의 마이크로 회로 스위치는 아날로그 신호를 전환하도록 설계되었습니다. 그러나 이러한 장치는 다른 많은 장치와 마찬가지로 주요 기능과 함께 다른 작업을 수행할 수 있으며 때로는 예상치 못한 작업도 수행할 수 있습니다.

전자 스위치의 비표준 사용을 위한 몇 가지 회로 옵션이 게시된 기사에 설명되어 있습니다.

아마추어 무선 실험은 K176KT1을 구성하는 전자 스위치를 보여줍니다. K561KTZ. 564KTZ 및 KR1561KTZ[1; 2]는 다양한 기능 장치(인버터, 신호 중계기 등)에서 사용할 수 있는 범용 요소입니다. 이 스위치는 조정 가능한 "히스테리시스" 폭이 있는 직사각형 펄스 생성기, RS 플립플롭 및 슈미트 트리거를 구축하는 데 사용할 수 있습니다.

아날로그 스위치를 인버터로 사용하는 예가 그림의 다이어그램에 나와 있습니다. 1. 제어 입력 C에 로우 레벨 신호가 적용되면 스위치는 상태 Z에 있고 저항 R1의 존재로 인해 출력 B에 하이 레벨 신호가 존재합니다. 입력 C에 하이 레벨이 인가되면 로우 레벨이 고정된 입력 A는 출력 B에 연결됩니다. 따라서 출력도 제로 신호가 됩니다. 따라서 입력 C와 관련하여 장치는 인버터로 작동합니다.

CMOS 스위치의 비정상적인 응용

마이크로 회로를 구성하는 네 개의 스위치 중 하나에 인버터를 조립할 수 있습니다. K561KTZ 외에도. 이 노드와 아래에 설명된 다른 노드에서 K176KT1 칩을 사용할 수 있습니다. 564KTZ. KR1561KTZ.

무화과에. 도 2는 신호 중계기 회로를 도시한다. 입력 C에 로우 레벨 신호가 적용되면 스위치 DA1.1은 Z 상태에 있고 출력은 저항 R1로 인해 로우 레벨 신호입니다. 로우 레벨이 입력 C에서 하이 레벨로 대체되면 스위치의 "접점"이 닫히고 입력 A에서 출력 B로 하이 레벨이 공급됩니다. 즉, 입력 C의 신호와 관련하여 노드는 리피터로 작동합니다.

CMOS 스위치의 비정상적인 응용

아날로그 스위치의 인버터 및 전압 폴로어의 전달 특성은 상당히 부드럽기 때문에 이를 사용하는 장치를 설계할 때 고려해야 합니다.

아날로그 스위치를 기반으로 직사각형 펄스 발생기를 구축하는 예가 그림의 다이어그램에 나와 있습니다. 3. 스위치 DA1.1은 리피터로 작동하고 DA1.2는 인버터로 작동합니다. 전원을 켠 후 초기 순간에 커패시터 C1이 방전되고 두 스위치가 모두 닫힙니다. 커패시터 C1의 충전 회로가 형성됩니다. 양극 전원 와이어 - R3 - R2 - C1 - R1 - 공통 와이어. 스위치 DA1.1의 입력 C의 전압이 포함 임계값에 도달하면 스위치가 열리고 스위치 DA1.2가 열립니다.

CMOS 스위치의 비정상적인 응용

이제 커패시터 C1은 저항 R1, R2 및 개방 스위치 DA1.2의 저항을 통해 방전되기 시작합니다. R1 < R2 < R3 < R2 조건에 따름; Upit = const 발진 주기는 다음과 같이 요소 R2 및 C1의 값에 따라 달라집니다. Upit = 5V이면 T = 0.6 R2-C1; 10V -0,5 R2-C1; 15V-0.4 R2-C1.

아날로그 스위치에 RS 플립플롭을 구축하는 것도 가능합니다(그림 4). 플립플롭이 0 상태(Q=1, Q=1.1)에 있다고 가정해 봅시다. 스위치 DA1.2은 닫혀 있고(입력 C에 낮은 레벨이 있음) DAXNUMX는 열려 있습니다(입력 C에 높은 레벨이 있음).

CMOS 스위치의 비정상적인 응용

SB2 "S"버튼을 누르면 DA1.2 스위치의 입력 C에 저전압이 공급되어 닫히고 트리거의 출력 Q에 단위 전압이 나타납니다. 스위치 DA1.1은 입력 C에서 단일 전압을 개방하고 출력 Q는 XNUMX 상태가 됩니다.

마찬가지로 SB1 "R" 버튼을 누르면 스위치 DA1.1이 닫히고 출력 Q가 단일 상태가 됩니다. 스위치 DA1.2는 입력 C에서 단일 전압으로 열리고 출력 Q에서는 제로 전압이 작동합니다.

슈미트 트리거를 구성하는 예는 그림 5의 다이어그램에 나와 있습니다. XNUMX.

CMOS 스위치의 비정상적인 응용

여기서 스위치 DA1.1은 전압 팔로워로 작동합니다. 저항 R1-R4의 적절한 저항 값을 선택하여 상위 Uv 및 하위 U.. 트리거 전환 임계값을 설정할 수 있습니다. 임계 전압 값은 대략적인 의존성에서 결정할 수 있습니다 (개방 스위치의 신호 채널 저항과 개방 다이오드의 전압 강하는 무시).

일반적으로 저항 R1의 저항은 10 ~ 50kOhm 범위입니다. R2 및 R3 - 0.1 ~ 1MΩ [3].

아날로그 스위치를 사용할 때 온 저항은 공급 전압에 따라 달라집니다. 공급 전압의 변동으로 인해 생성된 펄스의 주파수와 슈미트 트리거의 임계값이 변경됩니다.

문학

Pukhalsky G. I., Novoseltseva T. Ya 집적 회로에서 개별 장치 설계(참고서). - m 라디오 및 통신. 1990. p. 109. 110.
Biryukov S. A. MOS 집적 회로 기반 디지털 장치(제1996판). - M. - 라디오 및 통신. 81. p. 83-XNUMX.
Zeldin E. A. 미세 회로의 펄스 장치. - M.: 라디오 및 통신. 1991. p. 30.31.

저자: V. Oleinik, Korolev, 모스크바 지역

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Microsoft 서버에는 자체 프로세서가 장착됩니다. 27.06.2014

2015년 초에 Microsoft는 Bing 검색 엔진을 FPGA 프로세서가 있는 서버로 이전할 계획입니다. 회사는 Bing 요청을 처리하기 위해 Altera 칩을 독립적으로 재프로그래밍했습니다.

Microsoft는 회사 엔지니어가 참여한 프로그래밍에서 FPGA 칩으로 서버 테스트를 완료했습니다. 서버는 Bing 서비스를 제공하도록 구성되어 있습니다. Wired 보고서. FPGA는 새로운 문제나 특정 애플리케이션을 충족하기 위해 생산 후에 다시 프로그래밍할 수 있는 마이크로칩입니다.

마이크로소프트의 경우 FPGA 칩은 알테라가 생산했고 마이크로소프트는 리프로그래밍 수준에서 개발과 생산에 참여했다. 이 프로젝트의 저자인 Doug Berger는 새로운 프로세서가 서비스 속도를 최소한 두 배로 늘릴 것이라고 믿습니다.

파일럿 프로그램에는 프로그래머블 칩의 선구자인 Altera의 FPGA 서버 1632대가 포함되었습니다. 프로그램이 성공적으로 완료된 후 Microsoft는 2015년 초에 기존 Microsoft 데이터 센터에 이러한 서버를 장착하기로 결정했습니다. 이러한 서버는 처음에 Bing을 제공한 다음 아마도 다른 Microsoft 서비스를 제공할 것입니다.

각 서버에는 표준 아키텍처(x86) 기반의 Intel Xeon CPU와 FPGA 칩이 탑재된 보드가 장착되었습니다. 1632개의 모든 서버에 있는 FPGA 칩 보드는 Bing 사이트의 요청을 처리하는 Catapult "머신 검색 네트워크"로 결합되어 CPU에서 이 기능을 인계받았습니다. 동시에 네트워크는 8개의 FPGA 보드를 하나의 노드로 결합하여 성능을 향상시킬 수 있었습니다.

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