включающем верхние в каждой паре усилители, действует высокий уровень напряжения. Аналогичным образом иа выходе элемента 1, включающем нижние в каждой паре усилители, - высокий уровень иапряжения

Рис. 3.4. Схема шинного усилителя

Наконец, рассмотрим случай, когда сигнал С имеет логическое значение Нуль, а сигнал D - логическое значение единица. На выходе элемента & при зтом низкий уровень напряжения и все верхние усилители в каждой паре выключены. На выходе элемента 1 высокий уровень напряжения, и все нижние злементы в каждой паре выключены. Точки Al-А4 не имеют никакой связи (ни прямой, ии обратной) с точками В1-В4. Предлагаем читателю самостоятельно убедиться, что та же ситуация складывается, когда сигнал С имеет ло-Т1ческое значение 1, а сигнал D - логическое значение 0. В таблице иа рис. 3-4,г это обстоятельство отмечено значком ~.

Что можно сказать в заключение? В шинном усилителе задействовано все-0 восемь усилителей, из которых одновременно в рабочем состоянии может

находиться только четыре. В пересчете на число транзисторов с учетом всяко! рода вспомогательных компонентов это дает около 60 транзисторов, что i идет ни в какое сравнение с цифрами, неоднократно приводившимися ране Такие схемы принято относить к схемам средней степени интеграции (СИС Однако, с другой стороны, четыре одновременно работающих усилителя мог; выделять в виде тепла мощность до 12 Вт. Практически это предел для ус ройств рассматриваемого класса, т. е. для устройств, не имеющих специальны достаточно сложных и громоздких устройств охлаждения, которые лишают с ответствующие устройства права на приставку микро . Такова цена, котору приходится платить за усиление.

В своем втором замечании мы будем предельно лаконичны, однако совет ем читателю как следует вдуматься в то, что сейчас последует. Посмотрев еп раз на схему на рис. 3 4,а, казалось бы, можно сделать вывод, что элементы и & в пей вроде бы лишние. Об этом свидетельствует таблица на рис 3.4, Действительно, подведя к точке х (см рис. 3 4,а) сигнал, имеющий логическ( значение нуль, и такой же точно сигнал к точке у, получаем функцию В- Подведя к точкам х и у сигналы, имеющие логическое значение единица, пол чаем функцию А-В. Подведя к точке х сигнал с логическим значением един ца, а к точке у - сигнал с логическим значением нуль, получаем полную из ляцию точек А от точек В. И вот единственная заковыка - подведя к точке сигнал с логическим значением нуль, а к точке у - сигнал с логическим знач нием единица, получаем случай, когда оба усилителя включены. Каждому, к хоть немножко занимался радиолюбительством, известно, что при этом возь кает самовозбуждение, устройство просто перестает работать, а бывает, что в ходит из строя.

Но ведь можно договориться никогда не подводить к точкам х и у ко €ипацию сигналов с логическими значениями нуль и единица (в таблице рис. 3.4,д эта комбинация отмечена как ! )? Можно, конечно. Ну, а если вдр этот уговор окажется нарушенным?

Включение элементов 1 и & в схему рис. 3,4,а - крохотный пример огро ного направления в науке и технике, которое в свое время получило в англ язычных странах название fool ргооЬ, что в буквальном переводе на русск язык означает защита от дурака . Говоря более серьезно, введение элемент 1 и & в схему на рис. 3.4,а - это пример направления в науке и технике, i зываемого резервированием с целью обеспечения надежности. Элементы 1 и & резервные, в каком-то смысле лишние, но они гарантируют устройство от i лравильного срабатывания.

Дело совсем не в том, что кто-то по ошибке или по злому умыслу созда комбинацию нуль, единица в точках х и у. Вообще участие человека в рабо устройств рассматриваемого класса с каждым годом становится все меньп Такая комбинация может возникнуть и под воздействием помех. Опять-таки le это главное. Современное электронное устройство, построенное на основе ш ропроцессорного комплекта, может содержать сотни тысяч элементов, выраба тывающих на своих выходах сигналы, имеющие логическое значение нуль и едн ница. Общее количество различных возможных комбинаций таких значений из! ряется фантастическим числом - 2°°°°°, Ясно, что, не говоря уже о челове! ? никакая из мыслимых на сегодня ЭВМ пе может проанализировать услов! при которых возникают все эти комбинации.

Грубо говоря, работа современной ЭВМ и других подобных ей по сложности устройств во всех без исключения деталях не может быть известна никому, ии человеку, ни другой ЭВМ, участвовавшей в ее создании. Вполне возможен такой случай, что где-то в схеме какой-то машины возникла такая ненелатель-ная комбинация. Машина может проработать десятки лет со скоростью, скажем, миллион операций в секунду, и все будет хорошо. Вдруг в один прекрасный момент ... Поэтому одним из главнейших принципов современной большой электроники таков. Не надо думать, возможно или невозможно возникновение таких комбинаций. Нужно разрабатывать схемы так, чтобы комбинация не могла вызвать неправильное срабатывание.

И еще несколько вопросов, связанных с магистралями. Во-первых, почему их три, как показано на рис. 3.1? Вообще-то говоря, в литературе дискутируется, а в выпускаемых промышленностью микропроцессорных комплектах используются одношинная и двухшинная системы (шиной называется совокупность проводников магистрали). Одношинная система показана на рис. 3.1 и не требует комментариев. Двухшинная система отличается от одношинной тем, что одна группа шин используется для связи процессора с ОЗУ и ПЗУ, а другая - для связи двух перечисленных устройств с внешним миром. Какая из этих двух систем лучше? Сказать трудно. И там, и там есть свои преимущества и недостатки. Важно, что полная совместимость параметров шин со входными и выходными параметрами устройств сохраняется в обоих случаях. Поэтому мы ограничимся рассмотрением одношинной системы, имея при этом в виду, что возможна и двухшинная, отличающаяся от одношинной наличием дополнительного-оборудования и рядом несущественных деталей.

Во-вторых, почему магистраль данных отделена от адресной магистрали, а сигнальная магистраль - от двух остальных? Опять-таки мы должны признаться, что бывает и не так. Имеется, например, микропроцессорный комплект, у которого половина адресной магистрали передает половину адреса, а вторая половина - по очереди то вторую половину адреса, то данные. С подобным положением мы встречались и назвали его мультиплексированием. Опять же трудно-ответить иа вопрос: что лучше? При мультиплексировании требуется меньшее число проводников, а значит, и выводов у корпусов БИС, но при этом сильно-усложняется функционирование. У большинства микропроцессорных комплектов, выпускаемых в нашей стране и за рубежом, мультиплексирование отсутствует.

В-третьих, сколько проводников содержат адресная магистраль, сигнальная Магистраль и магистраль данных? Снова вопрос, на который трудно ответить. До последнего времени наиболее распространенными цифрами в мировой практике были такие: магистраль данных - 8 проводов, адресная магистраль-15 Гфоводов и несколько (не больше десятка) проводов у сигнальной магистрали. В последнее время эти цифры пересматриваются особенно в связи с появлением 16-разрядных и многокристальных процессоров, позволяющих обрабатывать данные любой разрядности.

Так что же такое магистраль? Магистраль - это совокупность ряда ведущих принципов, главными из которых являются единство уровней электрических сигналов, универсальность, обеспечиваемая достаточной мощностью этих сигна- ов, ну и, конечно, единство назначений каждого из проводников. Последнее означает, что если некий проводник предназначен для передачи, например, второго разряда адреса, то это должно быть повсюду независимо от того, какое