एक XOR गेट चाहिए जो 2 से 3 GHz तक काम करता हो

Question

मुझे एक असामान्य स्थिति का सामना करना पड़ा है जिसमें मुझे एक XOR गेट की आवश्यकता होती है जो 2 और 3 गीगाहर्ट्ज के बीच की आवृत्ति के साथ एक वर्ग तरंग इनपुट के साथ मज़बूती से कार्य करेगा। मुझे पता है कि डेस्कटॉप सीपीयू में लॉजिक गेट हैं जो इन गति पर कार्य कर सकते हैं, लेकिन मुझे किसी भी आईसी के बारे में नहीं पता है जो ऐसा करेगा। क्या मुझे ट्रांजिस्टर से गेट बनाने की कोशिश करनी चाहिए?

इसके अलावा, इन गति पर, क्या मुझे जमीन के विमानों, मिटे हुए झुकनों और माइक्रोस्ट्रिप का उपयोग करने के बारे में चिंता करने की ज़रूरत है?

Comments

यह निश्चित रूप से एक तेजी से प्रतिक्रिया समय की जरूरत है ... मैं एक 74 श्रृंखला का अनुमान लगा रहा हूं बस सरसों काटने के करीब नहीं आएगा ...;)

— माजेंको

@okw, इस के लिए बहुत महत्वपूर्ण तत्व। ज्यादातर लोग अपनी घड़ी की आवृत्ति के आधार पर कल्पना करेंगे। आपको वास्तव में घुटने की आवृत्ति पर कल्पना करने की आवश्यकता है। यह आपके सिग्नल का 1 / उदय समय है। इसका मतलब है कि यदि आपके पास एक 3 जीएचजेड घड़ी है तो आपके घुटने की आवृत्ति बैंडविड्थ आवश्यकताओं को निर्धारित करेगी। मुझे कुछ उम्मीद है, हालांकि, आप जानते हैं कि एक छोटा बेंड क्या है, सबसे ज्यादा नहीं।

— कोर्तुक

सभी विस्तृत उत्तरों के लिए धन्यवाद - मुझे संभवतः डिज़ाइन को फिर से जोड़ना होगा और आवृत्ति आवश्यकता को कम करना होगा जैसे 900MHz।

— OKW

यह प्रश्न मुझे याद दिलाता है कि 486 से पहले "A20 गेट" एक वास्तविक बाहरी और गेट कैसे था।

— युहंग बाओ

Answer 1

सबसे तेज़ तर्क परिवार लंबे समय से है और अभी भी ईसीएल है। हालांकि हाल के दिनों में अक्सर अनदेखी की गई है, PECL और LVPECL (अनिवार्य रूप से सकारात्मक शमन ECL और विभेदक PECL) जैसे विकास ने परिवार को तर्क स्विचिंग में सबसे आगे रखा है। कई आपूर्ति और नकारात्मक वोल्टेज की पिछली सीमाओं को समाप्त कर दिया गया है, लेकिन कई मामलों में बैकवर्ड कॉम्पेटिबिलिटी उपलब्ध है।

MC10EP08 / MC100EP08 डिवाइस आपकी आवश्यकता को पूरा करेंगे http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC10EP08-D.PDF

बहुत अच्छा नहीं है लेकिन यह भी लगभग आपकी कल्पना को पूरा कर रहा है http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC10EL07-P.PDF

Digikey (स्टॉक में) से उपलब्ध http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=MC100EP08DTGOS-ND

PECL मोड में ये Vcc = 3.3V से 5V और Vee = 0V से संचालित होंगे।

अधिकतम आवृत्ति के रूप में मूल्यांकन किया गया है> 250 पिकोसेकंड (!) के प्रचार विलंब के साथ 3 गीगाहर्ट्ज ठेठ और 25C पर 300 और 300 पिकोसॉन्ड अधिकतम <1 ps के चक्र घबराना के साथ।

Digikey ECL गेट्स की एक सूची सूचीबद्ध करता है।

जबकि 3 गीगाहर्ट्ज ऑपरेशन शायद इन फाटकों जैसे मौजूदा फाटकों पर छोड़ दिया जाता है, ईसीएल प्रकार की टोपोलॉजी के साथ असतत भागों का उपयोग करके अपने आप को बेहद उच्च गति वाले फाटकों को लागू करना अपेक्षाकृत आसान है। पुराने ईसीएल गेट्स के समतुल्य सर्किटों को देखना एक अच्छी शुरुआत देता है (आधुनिक डेटाशीट आमतौर पर समग्र कार्यात्मक आरेख देता है जिसमें कोई सुराग नहीं है कि परिणाम कैसे प्राप्त किए जाते हैं)। गेट्स अनिवार्य रूप से बहुत परिचित लंबी पूंछ जोड़ी प्रकार की व्यवस्थाएं हैं। प्रयास प्रति प्रदर्शन और लागत अधिकांश अन्य दृष्टिकोणों की तुलना में काफी बेहतर होने के लिए उत्तरदायी है।

प्रतिबाधा मिलान, पारेषण लाइनों, परावर्तन, पूर्वाग्रह ... पर चर्चा के साथ "LVPECL, VML, CML और LVDS स्तर के बीच अंतर" पर एक उत्कृष्ट TI ट्यूटोरियल, और कार्यक्षमता को प्राप्त करने के आरेख शामिल हैं।

http://focus.ti.com/lit/an/slla120/slla120.pdf

Answer 2

मैं दृष्टिकोण बदलने का सुझाव देता हूं। आप यह नहीं कहते हैं कि आपको इस तरह के XOR की आवश्यकता क्यों है, लेकिन मैं प्रस्ताव करूंगा कि यदि आप शंकुधारी कोनों और जमीन के विमानों के बारे में सवाल पूछ रहे हैं, तो आपके पास वास्तव में इस तरह के सर्किट को करने के लिए क्या नहीं है। उस पर अपराध न करें, क्योंकि मुझे संदेह है कि इस साइट पर ९९.९९% लोग ऐसा नहीं कर सकते हैं - मेरे सहित, और मैंने पहले भी गीगाहर्ट्ज सर्किट किया है! इसलिए, एक 3 गीगाहर्ट्ज XOR करने की कोशिश करने के बजाय, मेरा सुझाव है कि आप एक अलग तरीके को पूरा करने का तरीका ढूंढते हैं जो आप चाहते हैं कि इस तरह की तेज गति की आवश्यकता न हो।

बस अपने आप को स्पष्ट करने के लिए, यहां मैं आपके दृष्टिकोण को बदलने का सुझाव देता हूं ... आइए बताते हैं कि आप 3 गीगाहर्ट्ज एक्सओआर कर सकते हैं, फिर यहां आपके द्वारा सामना किए जाने वाले मुद्दों और समाधानों में से कुछ हैं:

1. आप इसे अलग-अलग ट्रांजिस्टर से बाहर नहीं करेंगे, बहुत धीमी गति से। TTL प्रकार के पुर्जे भी बहुत धीमे हैं। इसके बजाय आपको कुछ हाई स्पीड लॉजिक पार्ट्स के बारे में सोचना होगा। दिन में आप ईसीएल या पीईसीएल भागों (टीटीएल की तरह एक अलग परिवार, लेकिन नहीं) का उपयोग कर सकते हैं। मुझे नहीं पता कि आप अब क्या उपयोग करेंगे, या भले ही ईसीएल / पीईसीएल पार्ट्स अभी भी आसपास हैं। बेशक कस्टम चिप्स यह एक बड़ी कीमत पर भी करेंगे।

2. ग्राउंड प्लेन, बिल्कुल। नियंत्रित प्रतिबाधा पीसीबी की, हाँ। शायद 6 या 8 परत पीसीबी की, अन्य आवश्यकताओं के आधार पर। कम से कम 4 परतें, सुनिश्चित करने के लिए। मिटे हुए झुके, भी हो सकते हैं। माइक्रोस्ट्रिप / माइक्रोप्लेन निशान, बिल्कुल। और निश्चित रूप से आपको पीसीबी लेआउट पर बहुत ध्यान देना होगा। याद रखें कि 3 गीगाहर्ट्ज 0.333 एनएस के बारे में है।

3. एक बार जब आप यह सब बना लेते हैं, तो हम कहते हैं कि यह काम नहीं करता है। फिर क्या? ओ-स्कोप से बाहर निकलो! अधिकांश हॉबीएस्ट ओ-स्कोप्स लगभग 100 मेगाहर्ट्ज पर शीर्ष पर हैं। मेरे कार्यालय में मेरे पास 1 GHz, 4-चैनल स्कोप है, जिसकी लागत US $ 10K है, लेकिन 1 GHz जांच में अतिरिक्त $ $ 2K खर्च होता है। आपको कम से कम 5 या 6 गीगाहर्ट्ज़ और 3 स्कोप प्रोब की आवश्यकता होगी। मैंने कुछ समय में उनकी कीमत नहीं लगाई है, लेकिन इसकी कीमत कम से कम US $ 10K और शायद US $ 30K तक होगी।

तो, ऐसा करने के लिए आपको उन भागों का उपयोग करना होगा जो कठिन हैं, एक बहुपरत पीसीबी पर एक जटिल लेआउट करते हैं, और जब यह बिल्कुल सही काम नहीं करता है (ऑड्स यह है कि यह नहीं होगा) यह पता लगाने में आपकी मदद करने के लिए ओ-स्कोप पर बहुत सारे पैसे खर्च करें। फिर प्रक्रिया को फिर से दोहराएं, क्योंकि 3 गीगाहर्ट्ज पर आप खामियों को ठीक करने के लिए अपने पीसीबी को फिर से काम नहीं कर सकते। आउच!

और अंत में, यहाँ पर कुछ सेमी-सेमी ईसीएल XOR गेट का लिंक दिया गया है: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=MC100EL07 ऐसा लग रहा है कि यह मुश्किल से 2 गीगाहर्ट्ज का हो सकता है। 3 GHz एक खिंचाव की तरह दिखता है, लेकिन सवाल से पूरी तरह से बाहर नहीं। उनके पास उस चिप के लिए एक eval बोर्ड है (वाह, मैंने पहले कभी XOR गेट के लिए एक eval बोर्ड नहीं देखा है)। यदि आप इस रास्ते पर जाने के लिए जोर देते हैं, तो यह स्पष्ट बोर्ड आपका सबसे अच्छा विकल्प हो सकता है (Digikey पर US $ 137)। लेकिन आपको अभी भी एक ओ-स्कोप की आवश्यकता होगी।

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भागों के लिए NBSG86A और NB7L86M की जाँच करें कि सेमी दावों में क्रमशः 8 और 12 GHz पर XOR / XNOR के रूप में उपयोग किया जा सकता है। वे वास्तव में 2: 1 MUXes हैं, जिन्हें अनिवार्य रूप से किसी भी गेट के रूप में वायर्ड किया जा सकता है। वे यह नहीं समझाते हैं कि XOR फ़ंक्शन को सही समाप्ति के लिए तार कैसे करें।

— फोटॉन

Answer 3

3 GHZ? यार, तुम्हें असली परेशानी है :-)

ट्रांजिस्टर से बाहर करना एक विकल्प नहीं है - आप सबसे तेज ट्रांजिस्टर के साथ भी 100 मेगाहर्ट्ज से ज्यादा दूर नहीं जाएंगे। मुख्य समस्या ट्रेस लंबाई और EM हस्तक्षेप और sloooooww ट्रांजिस्टर है।

यहां तक ​​कि अगर आपके पास आवश्यक गति के साथ अलग चिप है - तो आपको 10-15Ghz बैंडविड्थ के साथ सिग्नल संचारित करने के बारे में बहुत चिंता करनी होगी (कम से कम कुछ दृश्यमान मोर्चों के लिए, आपको अपने कई लक्ष्य डिजिटल आवृत्ति को स्थानांतरित करने में सक्षम होने की आवश्यकता है)। इसके अलावा, इस गति पर, सिग्नल रिफ्लेक्शन के लिए हर जगह मिलान प्रतिबाधा की आवश्यकता होगी (= यानी आपको न केवल ग्राउंड प्लेन, बल्कि विशिष्ट पीसीबी मोटाई और ट्रेस चौड़ाई + समाप्ति) की आवश्यकता है ... नरक की दुनिया।

एकमात्र विश्वसनीय समाधान यह है कि आपके डिवाइस के बाकी हिस्सों में कस्टम ASIC वाले XOR गेट को छोड़ दिया जाए। 0.25um पर भी आप 3Ghz XOR आसानी से ले सकते हैं।

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यही कारण है कि अधिकांश आधुनिक उच्च गति के माइक्रोप्रोसेसर में मदरबोर्ड में तुलनात्मक रूप से कम गति का इंटरफ़ेस होता है और आंतरिक रूप से उस गति के कई गुना पर काम करता है। मदरबोर्ड पर जो है, उसकी तुलना में चिप के अंदर की दूरी मिनिस्क्यूल है। हालांकि एक प्रोसेसर पर 2.66GHz फ्रंट-साइड बस कहना संभव है, यह मदरबोर्ड को बहुत अधिक अव्यवहारिक बनाता है।

— मेजेंको

एक नैनोसेकंड लाइटस्पेड में प्रसार शब्दों में एक हल्का-फुल्का है। पीसीबी पर लंबे समय तक। जबकि बेहोश दिल के लिए नहीं, आईसी जैसे कि मैंने जिन लोगों को सूचीबद्ध किया है वे वास्तव में उपयोग किए जाने के लिए बने हैं और हो सकते हैं। यहां तक ​​कि अगर ASIC आदि में लागू किया जाता है, तो संकेतों से निपटा जाना चाहिए। आवश्यकता "अव्यावहारिक" हो सकती है, लेकिन यदि वह व्यवहार में है, तो PECL इसे उचित देखभाल और कौशल के साथ पूरा करने की अनुमति देगा। बिना किसी देखभाल और कौशल के, 3 GHz NO समाधान पर काम करने जा रहा है।

— रसेल मैकमोहन

Answer 4

शायद आपके लिए थोड़ा बहुत है, लेकिन Hiteite से HMC721LC3C 14 GHz के लिए अच्छा है। इस लेखन के रूप में Digikey के पास स्टॉक में 10 है।

कुछ डिज़ाइन जानकारी है जो उपयोगी हो सकती है कि आप उनके मूल्यांकन पीसीबी से चमक सकते हैं, जिनमें से बहुत कम मांग की आवश्यकताओं पर लागू होगा।

तेजी से सैंपलिंग स्कोप होना वास्तव में उपयोगी है - आप पीसीबी बेंड, कनेक्टर, वीज़ा इत्यादि के द्वारा शुरू की गई छूट को देख सकते हैं। इस तरह के जानवर को कुछ के (डॉलर) के बोट-एंकर ईबे निष्कर्षों से एक साथ जोड़ा जा सकता है, लेकिन यह जीत गया। टी बहुत पोर्टेबल हो।