Disciplina: Circuitos Digitais Fan-in, Fan-out, Tempo de Atraso, Tempo de Propagação e Dissipação de Potência Aula 10 Lucas Santos Pereira

REVISANDO ...

Níveis Lógicos A faixa de valores de tensão em um circuito digital vai de 0V (ground) a VDD. Obs.: na prática, há uma tolerância em relação aos níveis de tensão, que podem variar dentro de uma certa faixa de valores.

Fan-in e Fanout O comportamento de uma porta lógica real varia de acordo com o número de portas que estão conectadas em sua entrada e em sua saída. Para analisar esse comportamento existem dois termos: FAN-IN – número de portas lógicas conectadas na entrada; FAN-OUT – número de portas lógicas conectadas na saída.

Fan-in e Fan-out Fan-out: Fan-in: Fan-in = 1

Fan-in e Fan-out Exemplo 1 : Identificar o fan-in e fan-out das portas lógicas do circuito a seguir: 1 5 2 4 3

Fan-in e Fanout Exemplo 2 : Dada as portas lógicas abaixo determine o fan-in e o fan-out de cada uma: 1 2 3

O que causa o Fan-out Quanto maior for o fan-out maior será a carga da porta lógica e isso resulta em um maior tempo necessário para que o nível lógico fique estável. Em outras palavras, quanto maior o fan-out maior o tempo de atraso.

Tempo de atraso

Tempo de atraso Existem dois tipos de atraso: Atraso de transição: Tempo que a saída leva para ir de nível lógico baixo para alto (0-1) ou vice-versa. Atraso de subida Atraso de descida

Tempo de atraso tLH tHL Atraso de transição: tLH = low-to-high time ou rise time tr (tempo para ir de 10% a 90% da onda de entrada); tHL = high-yo-low time ou fall time tf (tempo para ir de 90% a 10% da onda de entrada); Geralmente tLH = tHL. tLH tHL

Tempo de atraso Existem dois tipos de atraso: Atraso de propagação: Tempo que leva para uma variação na entrada provocar uma variação na saída.

Tempo de atraso Exemplo: Dada a Figura abaixo calcule o tempo de atraso.

Potência Para as portas lógicas reais funcionarem uma fonte de tensão deve fornecer a potência necessária. Esta potência é consumida para manter os níveis lógicos de saída e para fazer as transições. Em uma porta lógica existem dois tipos de potência: Estática : Consumida para manter o nível lógico atual Dinâmica: Consumida para alterar o nível lógico.

Ptotal = Pestática + Pdinâmica Potência Ptotal = Pestática + Pdinâmica

Exercícios !! Saída Entrada Para a família TTL, temos níveis de tensão de entrada e saída. Identifique no gráfico a seguir as tensões máximas e mínimas de entrada e saída. Saída Entrada

Exercícios Calcule o tempo de atraso da subida, descida e propagação. Uma porta lógica possui tensão de alimentação (Vcc) igual a 2,5V. A corrente estática é de 20mA e a corrente dinâmica é 200mA. Calcule a potência estática, dinâmica e a potência total consumida pela porta.