Эмиттерно-связанная логика
Эми́ттерно-свя́занная ло́гика (ЭСЛ, ECL) — способ построения логических элементов на основе дифференциальных транзисторных каскадов. ЭСЛ является самой быстродействующей из всех типов логики, построенной на биполярных транзисторах. Это объясняется тем, что транзисторы в ЭСЛ работают в линейном режиме, не переходя в режим насыщения, выход из которого замедлен. Низкие значения логических перепадов в ЭСЛ-логике способствуют снижению влияния на быстродействие паразитных ёмкостей[1].
Основная деталь ЭСЛ-логики — схема потенциального сравнения, собранная не на
Особенностью ЭСЛ является повышенные скорость (150 МГц уже в первых образцах 1960-х годов и 0,5…2 ГГц в 1970-1980-х) и энергопотребление по сравнению с
История
ЭСЛ была изобретена в августе 1956 года инженером IBM Хэноном Йорком (англ. Hannon S. Yourke)[3][4]. Первоначально имела название «управляемая током логика», применялась в компьютерах Stretch, IBM 7090, и IBM 7094[2]. Также использовалось название схема токового режима[5].
Переключатель тока Йорка представлял собой дифференциальный усилитель, в котором входные логические уровни сигналов отличались от выходных[5]. В схеме Йорка отличие опорных уровней напряжения составляло 3 вольта. В связи с этим использовались две взаимодополняющих версии логических элементов: NPN и PNP. Выход NPN версии мог управлять входами PNP версии и наоборот. Недостатками схемы являлись использование дополнительных источников напряжения и использование как PNP, так и NPN транзисторов[2].
Позже, вместо чередования NPN и PNP версий логических элементов, был предложен метод с использованием стабилитронов и резисторов для сдвига выходных логических уровней к значениям входных логических уровней[5]. В ЭВМ БЭСМ-6 для этой же цели в состав переключателя тока был введён вторичный источник электропитания на основе трансформатора и двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, названный «подвешенным источником питания»[6].
С появлением цифровых
Первая серия микросхем ЭСЛ логики, MECL I, была представлена фирмой Motorola в 1962 году[7]. Motorola разработала улучшенные серии MECL II в 1966 году и MECL III в 1968 году. MECL III обладала задержкой распространения сигнала в 1 наносекунду и частотой переключения триггеров до 500 МГц. В 1971 году выпущена серия 10000 с пониженным энергопотреблением и быстродействием[7].
Высокое энергопотребление ЭСЛ ограничило её применение только в схемах, где было важно максимальное быстродействие. ЭСЛ применялась в
Цифровые микросхемы ЭСЛ
Серии микросхем отечественного производства:
- 137, 187, 229 — совместимые серии, 137 отличается более высоким быстродействием, 187 — меньшей потребляемой мощностью. Давно устарели.
- 138 — серия с лучшими параметрами, чем 137, 187. Устарела с появлением серий 100 и 500.
- 100, 500, 700 — это одна и та же серия в плоских корпусах (100), DIP-корпусах (500), бескорпусная для гибридных микросхем (700). Аналог серии Motorola 10000.
- 1500 — серия с субнаносекундным быстродействием, использовалась в ЭВМ «Эльбрус-2».
- 1590 — последняя отечественная серия ЭСЛ-логики, аналоги серии Motorola MC10Hxxx. По сравнению с предыдущей, 1500ой серией, при том же быстродействии энергопотребление снижено примерно втрое.
- 1800 — разрядно-модульный микропроцессорный комплект, некоторые микросхемы использовались в ЭВМ серии ЕС
См. также
Примечания
- ↑ С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / под ред. С.В. Якубовского. — М.: Радио и связь, 1990. — С. 496. — ISBN 5-256-00259-7.
- ↑ 5 июля 2008 года.
- ↑ Early Transistor History at IBM . Дата обращения: 9 июля 2014. Архивировано 24 июня 2017 года.
- ↑ Hannon S. Yourke. Millimicrosecond non-saturating transistor switching circuits . Stretch circuit memo #3 (октябрь 1956). Дата обращения: 9 июля 2014. Архивировано 25 февраля 2012 года.
- ↑ 1 2 3 High-Speed Switching Transistor Handbook / William D. Roehr, Darrell Thorpe. — Motorola, 1963. — С. 37-40.
- ↑ Лаут В.Н. БЭСМ-6 . Воспоминания сотрудников. Дата обращения: 1 октября 2014. Архивировано из оригинала 3 апреля 2018 года.
- ↑ 1 2 William R. Blood, Jr. MECL System Design Handbook. — 4-th edition. — On Semiconductor, 2000. Архивировано 14 июля 2014 года. Архивированная копия . Дата обращения: 9 июля 2014. Архивировано 14 июля 2014 года.
- 3 марта 2016 года.
- 23 сентября 2015 года.
Ссылки
- http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/14.html Справочник. Микросхемы логических элементов эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ)
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |