Чи варто це навчитися використовувати логічний інтелектуальний логічний модуль серії 7400 серії "або вони повністю застаріли?"

Моя дорожня карта вивчення електроніки включала логічні мікросхеми серії 7400. Я почав займатися електронікою, дотримуючись лабораторії в "Посібнику з мистецтва електроніки", який включає лабораторії з цими мікросхемами. Я закінчив будувати декілька користувальницьких плат мікроконтролерів Microchip PIC та Atmel, перш ніж робити ці конкретні лабораторії. Тепер я пильную FPGA, і я радію спробувати один із них. Чи варто залишати серії 7400 позаду, або розуміння їх вважається основним для розуміння більш сучасних програмованих логічних мікросхем? Деякі серії 7400 все ще використовуються в нових (хороших) конструкціях для простих речей? Чи є ще особливо корисні мікросхеми серії 7400, які постійно звикають? Я думаю, це не займе багато часу, щоб зробити лабораторії серії 7400, але, Мені просто хотілося відчути, наскільки вони застарілі, оскільки мені було важко шукати деталі. Я не міг знайти їх, і я закінчив витрачати більше грошей, ніж вважав прийнятним.

Рішення:

Дякую за всі відповіді! Кожна відповідь була корисною. Я був переконаний, що 7400 все ще знаходить застосування в конструкціях і досі корисний, однак, як правило, не для більш великих логічних конструкцій, де програмована логіка є більш доречною. Крім того, я був переконаний, що навчитися використовувати дискретні логічні ІМС - це хороший підготовчий крок до запуску програмованих логічних пристроїв.

Не думайте ні на хвилину, що тільки тому, що у вас є FPGA, що навчання про 74xx застаріло. Для проектування за допомогою FPGA ви повинні мати можливість "бачити" логіку, що працює в вашій голові на дискретному рівні воріт (ви навчитеся цій майстерності з дискретних логічних фішок 74xx, cmos 40xx).

Програмування FPGA НЕ схоже на написання комп’ютерної програми, схоже, що є, але тільки ідіоти скажуть вам, що це є.

Ви побачите, що багато, багато людей в мережі говорять про те, що їх FPGA дизайн великий чи повільний, насправді вони просто не розуміють, як думати на справжньому багатопроцесорному рівні паралельних воріт і закінчують серійну обробку більшість того, що вони намагаються зробити , це тому, що вони просто розтріскують інструменти дизайну і починають програмувати так, як пишуть "C" або "C ++"

1. За час, необхідний для складання дизайну для FPGA на домашньому комп’ютері, ви зможете скласти просту логічну конструкцію в 74xx
2. Використовуючи FPGA для дизайну, ВАМ ПОВИНЕН працювати з тренажерами, а не з "жорстким" FPGA. Тобто, якщо ваша конструкція 74xx не працює, ви можете поспілкуватися з підключеннями; з FPGA ви повинні переписати, запустити моделювання. , а потім витратити більше 30 хвилин на перекомпіляцію дизайну FPGA.

Дотримуйтесь діапазону 74xx або 40xx, побудуйте декілька "суматорів", "перемикачів" та світлодіодних мигалок з решіткою, як тільки ви звикли бачити дискретні чіпи, стає легше працювати з масивним "крапом", який є FPGA

Два види дискретної логіки, які я бачу, досі багато використовували:

• Буфери. Якщо вам потрібно 60 мА для проїзду довгої автобусної лінії, або у вас вхідний сигнал з борту, що ви не хочете давати шанс посмажити FPGA, вам все одно потрібен дискретний буферний пристрій. Буфери також використовуються як перемикачі рівнів між застарілими інтерфейсами 5 В та низьковольтними введеннями / виводами FPGA.

• Маленька логіка. TI, NXP тощо мають усі ці. Вони в основному ті ж старі функції, що і логіка TTL, але зазвичай лише один або два ворота в пакеті. А пакети - це мікроскопічні речі, такі як SOT23 або SC70. Якщо вам просто потрібен інвертор або ворота AND, щоб закріпити сигнал управління (скажімо, для послідовності живлення або щось подібне), ви не хочете використовувати багатодоларову програмовану логічну частину, якщо є $ 0,05 або $ .10 ворота доступні.

Ну, якщо у вас їх вже є під рукою, немає причин не робити лабораторії і добре відчувати, що вони роблять і як вони працюють.

Хоча базові рівні TTL стають все більш застарілими, існують різні лінії, які пропонують однакові ворота / логіку, але більше підходять для більш сучасних конструкцій ... CMOS, висока швидкість, низька напруга тощо.

Мені довелося використовувати лише серію 7400, але коли я це зробив, я був радий, що добре розумію, що може запропонувати серіал.

Програмування FPGA дуже багато програмування, але цільове обладнання паралельно на тому рівні, що більшість програмістів не можуть обернути голову. Крім того, існують ускладнення (синхронізація, реєстрація сигналів, напрямок контактів вводу / виводу тощо, тощо), які просто не мають аналога в очищеному світі програмування програм.

Вивчення логіки 74xx допоможе вам, оскільки це дасть вам відчуття щодо таких питань, як реєстрація сигналів, наскільки далеко ви можете розвішувати годинники тощо. Важливим є не захоплюватися логікою 74xx, яку ви не можете думати за її межами - FPGA здатні дивувати речі в потрібних руках, і якщо все, що ви можете придумати, це імітувати логіку 74xx, то ви витрачаєте їх потенціал.

Для багатьох проектів потрібна така кількість дискретної логіки, яка занадто велика для того, щоб практично скластися з дискретних транзисторів, але для яких навіть ПЛД був би надмірно надмірним або використовував би занадто багато струму. Корисно знати, які пристрої 74HCxx тощо існують, які можуть заповнити такі ролі. Зауважте, що в деяких випадках може бути «очевидна» частина для заповнення ролі, але якась інша частина може насправді заповнити її краще. Іноді можливо використовувати частину несподівано для виконання унікальних вимог проекту. Одним із прикладів, якими я особливо пишаюся, було використання 74xx153 або 74xx253 з резистором і маленькою кришкою для виконання обох наступних функцій (входи A, B і C; виходи X і Y):

Х =! А
Y = вихід C, коли! A & B; ще тримайте Y

Я не впевнений, що резистор і ковпачок (за відгуками Y) були вкрай необхідні, але дизайн використовував один логічний чіп 74xx для заповнення ролі, для якої на початку 1980-х рр. Інші дизайнери використали б кілька мікросхем.

Епоха, коли ви заповнили весь квадратний фут простору друкованої плати логікою клею (тобто 74xx чіпи, "склеєні" разом), закінчилися - за винятком освітніх проектів, переобладнання / створення запчастин для застарілих замінних дощок, і дивна висока надійність, висока -температура, температура, простір, мілі або аеромобільний продукт, можливо.

Протягом останніх двох років я працював над платами, на яких є тони дорогої потужності FPGA. Ось кілька прикладів, коли 74xx все ще використовується на цих дошках:

• Драйвери та приймачі шин або ліній - деякі логічні мережі мають кращу потужність керування струмом, ніж мікроконтролер або вихід FPGA, а деякі логічні сімейства не мають такої отруйності, як виходи FPGA (EMI!). Крім того, входи FPGA, як правило, мають дуже чіткі специфікації для дзвінка сигналів, що виходять за межі їх GND або каналів живлення. Односхилий чіп між слідом, який виходить звідкись неприємним, і вашим FPGA може врятувати вам великі турботи.

• Частини схем, пов'язані з безпекою, - складання деяких частин вашої конструкції із надмірністю або засіб перевірити, чи деякі речі все ще працюють за бажанням, часто важко або неможливо лише за допомогою програмованого пристрою (мікроконтролер, FPGA, ...). Ось де дуже зручна логіка (ІС одних воріт). Іноді я навіть використовую логіку, побудовану за допомогою діодів, дискретних транзисторів та / або резисторів (дискретні DTL, RTL, TTL).

• Більш високі, ніж зазвичай, рівні напруги , іноді в поєднанні з надзвичайно жорсткими характеристиками синхронізації - особливо при проектуванні аналогових або силових схем, трапляється, що вам потрібна логіка навколо частини ланцюга, яка працює з напругою 10 ... 15 В, або що ви потрібен інтерфейс між деякою подією в силовій частині та FPGA. Чіпи CMOS серії 4000 все ще є приголомшливими, оскільки вони працюють (або вище) 15 В. Дискретний DTL може бути розроблений для управління як дуже швидкими затримками поширення, так і напругами> 3,3 В. Якщо вам потрібен драйвер MOSFET, який увімкне лише MOSFET якщо два виходи, що надходять від 3,3 В «острівця», погоджуються, необхідний логічний затвор AND та перемикач рівня до драйвера затвора 0 і 10 V можуть бути виконані за допомогою дискретної логіки.

• Вартість та передбачуваність- деякі промислові джерела живлення, навіть зовсім недавні, досі не використовують конкретні інтелектуальні регулятори прольоту та інші інтегровані «рішення» - і розроблені навколо єдиного логічного ІМ-коду з 14 штирями. У великих кількостях ці логічні ІМ коштують дешево, вони коштують частки контролера ШІМ чи чого завгодно, і ви можете налаштувати схему так добре, що точно знаєте, що відбувається. На жаль, дуже багато ІМ-блоків живлення все ще залишають без відповіді багато запитань у своїх таблицях даних, і більшість з них були розроблені з певним застосуванням на увазі. Якщо у вас є вимога трохи від мейнстриму, ви швидко дістаєтесь до того, що багато та багато легко доступних ІМС відфільтруються. (Не хочете обмежувати ємнісне навантаження на виході? Не тримайтеся подалі від чогось із режимом гикавки або характеристикою струму відкидання, тобто

Підсумовуючи підсумки: Сьогодні ви, ймовірно, нічого не побудуєте з ІМС серії 74xx або 4000, які можна виразити в чомусь більш ніж одному-двох рядках логічних рівнянь - але маленькі помічники все-таки звикають десятками тисяч у тих полях, де вони розглядаються як "лише деякі дуже добре задані транзистори на мікросхемі" в аналоговому або енергетичному середовищі.

Сьогодні "вивчення" логічних мікросхем може бути навіть більше про їх електричні специфікації постійного та змінного струму порівняно з тим, як ви можете створювати великі логічні блоки або цілі АЛУ з ними (хоча останній теж не зашкодить).

Дискретна логіка - це одна з тих речей, яку кожен повинен знати, якщо робить якесь проектування або налагодження електронних плат. Як я розумію, дуже мало людей насправді занурюються у широкомасштабний дискретний логічний дизайн. Існує занадто багато варіантів для розміщення однакових можливостей в одному чіпі та деяких мікросхемах підтримки. Сюди входять мікроконтролери, CPLD, FPGA, ASIC, SoC, PSoC, DSP (процесори) тощо. Microchip навіть має декілька мікроконтролерів з деякими програмованими логічними комірками:

http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/press-release/microchip-launches-8-bit-mcus-with-configurable-lo.html

Напевно, існує багато інших варіантів. Дискретна логіка все ще корисна, але не варто вчитися будувати АЛУ з них. Я маю згоду зі списком практичної дискретної логіки Фотона. Інакше, на мою думку, мікроконтролери та FPGA є найбільш практичними для навчання.

Це може бути корисно знати, що є, як каже Тево. Це сказало, що я не дуже витрачав на них багато часу. Я, як ви, мабуть, придбав неабиякий вибір 7400, очікуючи, що вони будуть кроком на цьому шляху.

Це не вийшло так.

Ви, очевидно, дуже чекаєте FPGA. Напевно, важливіше підтримувати свій інтерес і робити речі, які вважаєш собі цікавими, ніж слідувати сприйнятому шляху. Зрештою ... якщо це закінчиться відчуттям занадто схожої на зайнятість, ви можете трохи згоріти і ненадовго не повернутися.

Погляньте добре на 7400 деталей, які у вас є. Як ви думаєте, у вас є гідна ручка щодо того, що вони роблять?

Я вважаю, що вам слід як мінімум зрозуміти логічні ворота та фліп-флопи перед тим, як стрибнути в FPGA. Якщо у вас це є, продовжуйте це робити.