Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП транзисторов

Уравновешенная троичная система счисления - форум переехал с http://ternary.info

Moderator: haqreu

User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16676
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Lavr »

HardWareMan wrote:
Lavr wrote:Ну тогда можно и кольцами попользоваться... :lol: Они по быстродействию пошибче, чем реле будут... :wink:
Я же сказал: начните. Первые компьютеры тоже были большими и неповоротливыми, правильно?
А зачем такой даунгрейд? Я лично пользуюсь несколько улучшенным вариантом вот этой схемы NAND при моделировании троичности:

Image

Да она несколько "попахивает" схемотехнически сдвоенной двоичностью -
это не отнять, но троичную свою функцию вполне успешно реализует...

Даже если делать её в реале на сборках или simd-компонентах, это всё-равно
достаточно малогабаритный и быстродействующий троичный элемент получится...

Ну а реле... ну если в ретро-смысле кому-либо охота Конрада Цузе вспомнить...
то можно и с реле начать...

Но мне представляется, что это слишком далёкая реминисценция... :-?
iLavr
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Post by Shaos »

Ещё вот так можно (эмулируя больший физический размер того или иного CMOS-крыла инвертора путём размножения транзисторов в этом крыле):

Image

P.S. С другой стороны это получение двух двоичных сигналов из одного троичного ( -2.5V -> 11, 0V -> 10, +2.5V -> 00 ) и может быть признано "фейком" поборниками чистой троичности...
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Post by Shaos »

Вот собственно одиночный троичный мультиплексор-демультиплексор (половинка TRIMUX на обычных КМОП-транзисторах, подключенный как буфер:

Image

и как инвертор:

Image

Меняя уровни на трёх входах управления (три источника напряжения справа внизу) можно получить любые унарные троичные функции...

P.S. По схеме - слева внизу стоит блок расщепления троичного сигнала in в два двоичных - out1 и out2, которые инвертируясь дают out1i и out2i, далее ещё раз инвертируясь дают out1p и out2p (это надо для крутости фронтов) - последние 4 сигнала используются для управления четырмя CMOS-ключами (справа-вверху), подключенными как 2 переключателя, коммутирующих 3 напряжения снизу-справа для получения выходного троичного сигнала out (первое напряжение (V3) идёт на выход если in=0, второе (V4) если in=2.5 и третье (V5) если in=5).

P.P.S. Может мне такую микросхему у MOSIS заказать для начала? ;)
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16676
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Post by Lavr »

А что-то я юмора не понял... 0.. 2,5В... ... :-? Это что за троичность?
Вроде как всё время говорили про -U, 0, +U... или нет?
iLavr
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Post by Shaos »

Lavr wrote:А что-то я юмора не понял... 0.. 2,5В... ... :-? Это что за троичность?
Вроде как всё время говорили про -U, 0, +U... или нет?
Это смотря что принять за ноль :)

Представь, что ты меряешь напряжение, подцепив общий провод вольтметра на 2.5В - тогда получится "правильная" уравновешенная троичность ;)

P.S. Это же CMOS - цепляем его на питание от -5В до +5В и меряем выход от 0В - кстати надо попробовать так сэмулировать...
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Post by Shaos »

Shaos wrote:
Lavr wrote:А что-то я юмора не понял... 0.. 2,5В... ... :-? Это что за троичность?
Вроде как всё время говорили про -U, 0, +U... или нет?
Это смотря что принять за ноль :)

Представь, что ты меряешь напряжение, подцепив общий провод вольтметра на 2.5В - тогда получится "правильная" уравновешенная троичность ;)

P.S. Это же CMOS - цепляем его на питание от -5В до +5В и меряем выход от 0В - кстати надо попробовать так сэмулировать...
Вот - поправил, чтобы было православненько :roll:

Image

Вот архивчек с примерами инверторов и этого тримукса, если кто хочет поиграца ;)

http://www.nedopc.org/nedopc/upload/cmos-trimux.zip (4K)

LTspice IV качать у авторов: http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Post by Shaos »

Вот так эта штука работает:

Code: Select all

in out1p out2p out1i out2i out
 N   1     1     0     0    V3
 O   1     0     0     1    V4
 P   0     0     1     1    V5
Пара out1i и out2p очень удобно представляет входной троичный сигнал - когда вход отрицательный, то out2p=TRUE, а когда положительный, то out1i=TRUE, когда же оба FALSE, то на входе значение, близкое к нулю (варианта TRUE/TRUE быть не может). Если заказывать такую микруху, то было бы полезно вытянуть наружу и эти промежуточные значения, назвав их NEP, EQN, EQP, NEN (такие названия для этих сигналов я использовал 10 лет назад в троичных схемах на компараторах). Получается, что один троичный мультиплексор займет 1+3+1+4=9 выводов, значит в DIP28 влезет как минимум два троичных мультиплексора...

P.S. Вот ещё пересчитал с частотой 3 МГц и вывел потребляемый ток - как видим при околоноля схемка жрёт 0.5 mA:

Image
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Shaos »

Shaos wrote:Ещё интересный момент выудил из книжки про CMOS - если использовать CMOS элемент 2ИЛИ-НЕ как инвертор (т.е. объединив его входы вместе), то порог срабатывания должен сдвинуться влево (ближе к нулю), а если использовать элемент 2И-НЕ как инвертор, то вправо (ближе к напряжению питания), т.е. теоретически из одного 2ИЛИ-НЕ и одного 2И-НЕ можно построить преобразователь троичного сигнала в два двоичных, которые можно отправить на управление CMOS-ключём...
Моё предположение 2011 года оказалось верным:

Image

P.S. CMOS-модели NOR и NAND описаны тут

P.P.S. Получается, что пользуясь стандартными CMOS блоками NOR/NAND и аналоговыми выключателями (transmission gates) можно строить ЛЮБЫЕ троичные комбинационные схемы на стандартном технологическом CMOS-процессе VLSI (но не FPGA или ASIC)!

P.P.P.S. А вот элементы памяти внутри придётся делать двоичными - разделять троичный сигнал на два двоичных и управлять ими двумя двоичными ячейками статической памяти (это если Lavr раньше не придумает флип-флап-флоп на троичных элементах MAX и MIN ; ) ...
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16676
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Lavr »

Shaos wrote:это если Lavr раньше не придумает флип-флап-флоп на троичных элементах MAX и MIN ...
Для этого нужен простой естественный элемент с 3-мя устойчивыми состояниями.
Ни я ни все мы, ни множество патентов, которые я просмотрел, такого простого элемента
пока не нашли.

В результате чего мы городим троичность из двоичности, и как видно из твоих же картинок,
это приводит к значительному усложнению схемотехники; выигрыш от троичности при этом
совершенно пока не очевиден.

А троичность лишь ради троичности я пока расцениваю как самоцель. У меня её нет.
iLavr
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Shaos »

Lavr wrote:
Shaos wrote:это если Lavr раньше не придумает флип-флап-флоп на троичных элементах MAX и MIN ...
Для этого нужен простой естественный элемент с 3-мя устойчивыми состояниями.
Ни я ни все мы, ни множество патентов, которые я просмотрел, такого простого элемента
пока не нашли.
На самом деле вроде бы на MEMS уже можно сделать микроскопические троичные релюшки, которые будут иметь 3 состояния - когда язычёк статически притянут к одному контакту либо к другому, либо висит посередине...
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16676
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Lavr »

Shaos wrote:На самом деле вроде бы на MEMS уже можно сделать микроскопические троичные релюшки, которые будут иметь 3 состояния - когда язычёк статически притянут к одному контакту либо к другому, либо висит посередине...
А есть другая точка зрения, не нуждающаяся в экзотических микроскопических троичных релюшках:
ток идет в одну сторону,
ток не идет,
ток идет в другую сторону.
iLavr
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 23989
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Shaos »

Lavr wrote:А есть другая точка зрения, не нуждающаяся в экзотических микроскопических троичных релюшках:
ток идет в одну сторону,
ток не идет,
ток идет в другую сторону.
Осталось изобрести полупроводниковый элемент (желательно покрываемый существующими промышеленными технологиями печати полупроводников), который сможет это свойство тока использовать...
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16676
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Re: Использование стандартных КМОП микросхем и КМОП тран...

Post by Lavr »

Shaos wrote:Осталось изобрести полупроводниковый элемент (желательно покрываемый существующими промышеленными технологиями печати полупроводников), который сможет это свойство тока использовать...
Давно изобрели. И широко выпускают.
iLavr
awaken
Novelist
Posts: 44
Joined: 24 Jan 2015 13:56
Location: 178.172.216.50

Post by awaken »

а каким образом ток может не ити? :o
ну я про то что если использовать полупроводники он будет маленьким но ити в любом случае будет
User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16676
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Post by Lavr »

awaken wrote:а каким образом ток может не ити? :o
ну я про то что если использовать полупроводники он будет маленьким но ити в любом случае будет
Ну так логический "0" это тоже не точно 0 Вольт не так ли?
iLavr