(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Программные средства foundation 1.2. Соотношение между аналоговым и цифровым 25 Телефон. В момент своего появления сто лет назад телефон состоял из аналоговых микрофона и воспроизводящего устройства, соединенных парой медных проводов (или это была веревка?). Даже сегодня у вас дома вероятнее всего стоит аналоговый телефонный аппарат, с которого на центральную телефонную станцию (ЦС) передаются аналоговые сигналы. Однако на большинстве ЦС эти аналоговые сигналы преобразуются в цифровой вид, прежде чем они отправляются по назначению, независимо от того, является адресат абонентом той же самой ЦС или находится где-то еще. В частных телефонных сетях (private branch exchanges, PBXs), используемых в бизнесе, сигнал уже много лет сохраняет цифровой вид на всем пути до места приема. Сегодня многие коммерческие структуры, ЦС и поставщики традиционных телефонных услуг преобразуются в системы интефированной связи, в которых оцифрованный звук и поток данных объединяются для передачи по одной IP-сети (IP-Internet Protocol). Светофор. Для переключения светофора обычно применяются электромеханические таймеры, с помощью которых зеленый свет включается в каждом из направлений на заранее установленное время. Позднее стали использовать конфоллеры, позволяющие удерживать светофор в нужном состоянии в течение времени, которое зависит от интенсивности транспортного потока, определяемой с помощью датчиков, вмонтированных в дорожное покрытие. В современных контроллерах применяют микропроцессоры, и это дает возможность так управлять сигналами светофора, чтобы максимизировать пропускную способность данного перекрестка или, как это сделано в некоторых городах в Калифорнии, для того чтобы самым изобретательным образом приводить водителей в замешательство. Кинематографические трюки. Раньше специальные эффекты реализовыва-лись, как правило, с помощью миниатюрных глиняных моделей, путем фото-фафирования - кадр за кадром - последовательных фаз их движения, а также с помощью трюковых фотографий и многократного наложения изображения на пленке. Сегодня космические корабли, страшилища, сцены из других миров и даже дети преисподней (в художественном мультипликационном фильме Ифушечная история студии Pixar) синтезируются исключительно с помощью цифровых компьютеров. Может быть, в один прекрасный день вообще отпадет нужда в каскадерах? Революция в электронике длится уже довольно долго, и переход к твердотельной электронике начался с аналоговых элементов и устройств на их основе типа транзисторных приемников. Так почему же теперь происходит цифровая революция? На самом деле имеется много причин, подталкивающих нас к тому, чтобы отдать предпочтение цифровым схемам по сравнению с аналоговыми: Воспроизводимость результатов. При одном и том же наборе входных сигналов (при том же их числе и при той же их зависимости от времени) надлежащим образом спроектированная цифровая схема дает точно те же результаты. Выходные сигналы аналоговой схемы зависят от температуры, напряжения питания и других факторов, а также изменяются при старении компонентов. Удобство проектирования. Проектирование цифровых устройств, часто называемое логическим проектированием , представляет собой логическую задачу. Не требуется никаких специальных математических знаний, и поведение небольшой логической схемы можно представить себе мысленно без какого-либо специального учета того, как действуют конденсаторы, транзисторы и другие элементы, для моделирования которых понадобились бы вычисления. Гибкость и функциональность. Как только задача сведена к дискретному виду, ее можно решить, выполнив последовательность логических шагов в пространстве и во времени. Например, вы можете сконструировать устройство, которое будет преобразовывать ваш речевой сигнал (скремблировать) таким образом, что он будет абсолютно не поддающимся дешифрованию кем-либо, у кого нет вашего ключа или пароля, но тот, у кого они есть, сможет услышать вашу речь без искажений. Программируемость. Возможно, что вы уже хорошо знакомы с цифровыми компьютерами и с легкостью составляете, пишете и отлаживаете программы для них. Угадайте, к чему я? Большая часть работы по проектированию цифровых устройств выполняется сегодня путем написания программ, да-да, на так назьшаемыхязы/сш: описания схем {hardware description languages, HDLs). Эти языки позволяют задать как структуру цифровой схемы, так и выполняемую ею функцию, или смоделировать их. В типичном случае компилятор языка описания схем сопровождается программами моделирования и синтеза. Эти программные средства используются для тестирования поведения модели устройства до его реального воплощения, а затем для синтеза, то есть для преобразования модели в схему согласно технологии выбранных компонентов. Быстродействие. Сегодняшние цифровые устройства могут работать очень быстро. Отдельные транзисторы в самых быстрых интефальных микросхемах могут переключаться менее чем за 10 пикосекунд, а в законченном сложном устройстве, построенном на таких транзисторах, опрос его входов и формирование выходного сигнала происходят менее чем за 2 наносекунды. Это означает, что такое устройство способно производить 500 миллионов действий в секунду или больше. КОРОТКИЕ ИНТЕРВАЛЫ ВРЕМЕНИ Микросекунда {.мкс, jJs) равна 10 секунды. Наносекунда {не, ns) - это 10 секунды, а пикосекунда {пс, ps) - 10 секунды. За одну наносекунду свет проходит в вакууме примерно фут (30 см), а дюйм (2.5 см) проходит за 85 пикосекунд. Поскольку отдельные транзисторы в самых быстрых интефальных микросхемах переключаются сегодня менее чем за 10 пикосекунд, задержка сигнала, распространяющегося со скоростью света, при прохождении от одного фанзистора к другому в кремниевом кристалле площадью 0.5 квадратного дюйма (1.5x1.5 см) становится ограничивающим фактором при расчете схем. 1.3. Цифровые устройства 27 Экономичность. Цифровые схемы позволяют реализовать уйму функциональных возможностей в малом объеме. При массовом производстве широко используемые схемы можно интегрировать в один кристалл очень малой стоимости; благодаря этому появились дешевые изделия, такие как калькуляторы, цифровые часы и звуковые поздравительные открытки. (Вы можете спросить: Так ли уж это хорошо? Важно не это!) Устойчиво развивающаяся технология. Проектируя цифровую систему, вы почти всегда осознаете, что через несколько лет появится более быстрая, более дешевая или еще в каком-нибудь смысле лучшая элементная база. lVlyдpыe проектировщики могут предусмотреть в исходной конструкции системы ожидаемое продвижение вперед, предвосхищая устаревание системы и делая ее в глазах потребителя более ценной. Например, настольные компьютеры часто снабжают разъемами расширения для включения более быстрых процессоров и памяти большего объема нежели те, какие были в наличии на момент выпуска этих компьютеров. Вот так, пожалуй, обстоит дело с цифровым проектированием. Из оставшейся части этой главы вы узнаете чуть больше о технической стороне дела, и это подготовит вас к тому, о чем дальше пойдет речь в этой книге. 1.3. Цифровые устройства Самые элементарные цифровые устройства называются вентилями {gates). Нет, нет! Не в честь основателя большой фирмы, специализирующейся на выпуске программного обеспечения. [Игра слов: по-английски термин вентили (во множ. числе) пишется и звучит точно так же, как имя Билла Гейтса (Bill Gates), основателя знаменитой компании Microsoft. - Ярм.м. перев.] Первоначально вентили получили свое название по выполняемой ими функции, состоящей в том, чтобы пропускать или задерживать поток цифровой информации (служить по отношению к нему воротами ). В общем случае вентиль имеет один или большее число входов и вырабатывает выходной сигнал, который зависит от значения сигнала на входе (или значений сигналов на входах) в данный момент времени. Хотя входные и выходные сигналы могут быть аналоговыми величинами, такими как напряжение, ток или даже давление жидкости, согласно модели считается, что они принимают только два дискретных значения: О и 1. На рис. 1.1 приведены обозначения трех самых важных типов вентилей. Вентиль И {клилогическая схема И, AND gate) с двумя входами, показанный на рис. (а), вырабатывает 1 на выходе, если на обоих его входах действуют единичные сигналы; в противном случае выходной сигнал равен 0. На рисунке один и тот же вентиль повторен четыре раза с четырьмя возможными комбинациями сигналов на его входах и с соответствующими значениями выходного сигнала. Вентиль называется комбинационной схемой {combinational circuit), так как сигнал на его выходе определяется только комбинацией входных сигналов в данный момент времени. ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |