Rangkaian TTL. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Prodi Sistem Komputer - Universitas Diponegoro. Rangkaian TTL

dokumen-dokumen yang mirip
Teknologi Implementasi: CMOS dan Tinjauan Praktikal

Implementasi CMOS untuk Gerbang Logika dan Tinjauan Praktikal

Kuliah#7 TSK205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto. 21 Maret 2014

Pengantar Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

Kuliah#7 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

Kuliah#6 TSK205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto

Pengantar Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Prodi Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

Percobaan 1. Membangun Gerbang Logika Dasar dengan Transistor CMOS

RANGKAIAN LOGIKA DISKRIT

PERANCANGAN INVERTER SEBAGAI SWITCH MOS PADA IC DAC

IC (Integrated Circuits)

MODUL I TEGANGAN KERJA DAN LOGIKA

Rangkaian Logika. Kuliah#2 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

Pengantar Sistem Digital

DIODE TRANSISTOR LOGIC (DTL)

TSK205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

Sinyal Logik level dan Famili logik, perubah level

Kuliah#11 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Rangkaian Logika. Kuliah#2 TKC205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto. Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Rangkaian Logika. Eko Didik Widianto. Sistem Komputer - Universitas eko didik widianto - siskom undip SK205 Sistem Digital 1 / 32

BAB II ALJABAR BOOLEAN DAN GERBANG LOGIKA

Teknik Digital. Disusun oleh: Tim dosen SLD Diedit ulang oleh: Endro Ariyanto. Prodi S1 Teknik Informatika Fakultas Informatika Universitas Telkom

Gambar 1.13 Board evaluasi FPGA Xilinx Spartan-3E dari Digilenc Gambar 1.14 Aplikasi PLD untuk kamera fotografi berkecepatan

BAB III RANGKAIAN LOGIKA

RANGKAIAN SEKUENSIAL

SISTEM DIGITAL; Analisis, Desain dan Implementasi, oleh Eko Didik Widianto Hak Cipta 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283

1. TEGANGAN KERJA DAN LOGIKA

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

1. FLIP-FLOP. 1. RS Flip-Flop. 2. CRS Flip-Flop. 3. D Flip-Flop. 4. T Flip-Flop. 5. J-K Flip-Flop. ad 1. RS Flip-Flop

LAPORAN PRAKTIKUM RANGKAIAN LOGIKA (TEGANGAN KERJA DAN LOGIKA)

=== PERANCANGAN RANGKAIAN SEKUENSIAL ===

Kuliah#12 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

STRUKTUR CMOS. Eri Prasetyo Wibowo.

dan Flip-flop TKC Sistem Digital Lanjut Eko Didik Widianto Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Review Digital Logic. Eri Prasetyo Gunadarma University.

MODUL TEKNIK DIGITAL MODUL III GERBANG LOGIKA

Gerbang logika dasar: AND, OR, NOT, NAND dan NOR

MODUL II GATE GATE LOGIKA

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Surabaya

FLIP-FLOP. FF-SR merupakan dasar dari semua rangkaian flip flop. FF-SR disusun dari dua gerbang NAND atau dua gerbang NOR. Gambar Simbol SR Flip-Flop

BAB III PERANCANGAN DAN PENGUKURAN

IC atau integrated circuit adalah komponen elektronika semikonduktor yang merupakan gabungan

LAPORAN PRAKTIKUM. Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Kelompok Mata Kuliah Praktikum Teknik Digital Dosen Pengampu Dr.Enjang A.Juanda,M.pd.,M.T.

Review Kuliah. TSK205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

PERANCANGAN SISTEM DIGITAL Rangkaian Logika Pernantin Tarigan Edisi ke-2 USU Press

Review Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

Review Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

BAB III RANGKAIAN LOGIKA

BAB 1. KONSEP DASAR DIGITAL

2. GATE GATE LOGIKA. I. Tujuan 1. Menyelidiki operasi logika dari gate-gate logika 2. Membuktikan dan mengamati oiperasi logika dari gate-gate logika.

SMK NEGERI 1 BAURENO

PENDAHULUAN PULSE TRAIN. GATES ELEMEN LOGIKA

BAB IV : RANGKAIAN LOGIKA

MODUL 3 GERBANG LOGIKA DASAR

Simulasi Rancangan Gerbang Logika 3 Wide - 3 Input AND-Or-Inverter teknologi ECL

Kuliah#1 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN DIGITAL

Jurnal Teknologi, Vol. 1, No. 1, 2008: 89-99

Antarmuka CPU. TSK304 - Teknik Interface dan Peripheral. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

BAB II DASAR TEORI. open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk. memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai

TSK505 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Transistor-Transistor Logic (TTL)

Laporan Praktikum. Gerbang Logika Dasar. Mata Kuliah Teknik Digital. Dosen pengampu : Pipit Utami

GERBANG UNIVERSAL. I. Tujuan : I.1 Merangkai NAND Gate sebagai Universal Gate I.2 Membuktikan table kebenaran

1 DC SWITCH 1.1 TUJUAN

MODUL PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DIGITAL

EMULASI GERBANG LOGIKA TUNGGAL MULTIFUNGSI MENGGUNAKAN MIKROPENGENDALI ATMEGA8A

Rangkaian Kombinasional

Aplikasi Gerbang Logika untuk Pembuatan Prototipe Penjemur Ikan Otomatis Vivi Oktavia a, Boni P. Lapanporo a*, Andi Ihwan a

MODUL DASAR TEKNIK DIGITAL

Dari tabel kebenaran half adder, diperoleh rangkaian half adder sesuai gambar 4.1.

1). Synchronous Counter

Review Digital Logic. Eri Prasetyo.

Kuliah#11 TKC-205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

Transistor Efek Medan - Field Effect Transistor (FET)

Pengenalan & Konsep Dasar FPGA. Veronica Ernita Kristianti

Tabel 1. Karakteristik IC TTL dan CMOS

Perangcangan Komunikasi Data Multripoint Standar TIA/EIA-485 Oleh : Danny Kurnianto,S.T.,M.Eng

LAB #1 DASAR RANGKAIAN DIGITAL

BAB I PENDAHULUAN. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian Counter? 2. Apa saja macam-macam Counter? 3. Apa saja fungsi Counter?

TKC210 - Teknik Interface dan Peripheral. Eko Didik Widianto

MODUL I GERBANG LOGIKA

Latihan 19 Maret 2013

Kuliah#1 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

Solusi Ujian Akhir Semester EL2005 Elektronika Senin, 12 Mei

BAB I : APLIKASI GERBANG LOGIKA

Percobaan 2. Membangun Logika Kombinasi dengan Transistor CMOS

Kuliah#13 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

BAB I 1. BAB I PENDAHULUAN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA LAB SHEET PRAKTIK TEKNIK DIGITAL Gerbang Logika Dasar, Universal NAND dan Semester 3

Kuliah#11 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

LAB #4 RANGKAIAN LOGIKA SEKUENSIAL

PARAMETER GERBANG LOGIKA

MODUL IV FLIP-FLOP. Gambar 4.1 Rangkaian RS flip-flop dengan gerbang NAND dan NOR S Q Q R

BAB III PERANCANGAN PENGUAT KELAS D

MULTIPLEXER. Pokok Bahasan : 1. Pendahuluan 2. Dasar-dasar rangkaian Multiplexer. 3. Mendesain rangkaian Multiplexer

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT

GERBANG GERBANG LOGIKA

DASAR-DASAR RANGKAIAN SEKUENSIAL 2

Transkripsi:

TKC305 - Sistem Digital Lanjut Eko Didik Prodi Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Pokok Bahasan Kuliah Desain rangkaian digital menggunakan IC seri 74xx Metodologi desain rangkaian 74xx Tinjauan praktikal: asumsi dan disiplin dalam rangkaian digital Konsep dasar: Active-HIGH dan Active-LOW

Bahasan Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Saklar Transistor Rangkaian logika dibangun dengan transistor Asumsi sebuah transistor beroperasi seperti saklar sederhana yang dikontrol oleh sinyal logika x TIpe transistor untuk mengimplementasikan saklar sederhana yang sering digunakan adalah MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 2 tipe MOSFET: N-channel (NMOS) P-channel (PMOS) Sebelumnya, rangkaian hanya menggunakan salah satu transistor NMOS atau PMOS saja, bukan keduanya Rangkaian sekarang menggunakan CMOS (Complementary MOS) yang tersusun atas NMOS dan PMOS Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

Transistor NMOS sebagai Switch Transistor NMOS Simbol NMOS Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS Model saklar NMOS: Fungsi saklar: x low (x = 0) saklar terbuka x high (x = 1) saklar tersambung

Operasi NMOS sebagai Saklar Transistor beroperasi dengan mengontrol tegangan V G di terminal Gate (G) Jika V G low, tidak ada koneksi antara terminal Source (S) dan Drain (D). Transistor mati (off) Jika V G high, transistor hidup (on). Seolah seperti saklar tertutup antara terminal Source (S) dan Drain (D) Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

Transistor PMOS sebagai Switch Transistor PMOS Simbol PMOS Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS Model saklar NMOS: Fungsi saklar: x low (x = 0) saklar tersambung x high (x = 1) saklar terputus

Operasi PMOS sebagai Saklar Transistor beroperasi dengan mengontrol tegangan V G di terminal Gate (G) Jika V G low, tidak ada koneksi antara terminal Source (S) dan Drain (D). Transistor mati (off) Jika V G high, transistor hidup (on). Seolah seperti saklar tertutup antara terminal Source (S) dan Drain (D) Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

NMOS dan PMOS dalam Rangkaian Logika Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

NMOS dan PMOS dalam Rangkaian Logika Saat transistor NMOS on, maka terminal drainnya pulled-down ke Gnd Saat transistor PMOS on, maka terminal drainnya pulled-up ke VDD Disebabkan cara operasi transistor: Transistor NMOS tidak dapat digunakan untuk mendorong terminal drainnya secara penuh ke VDD Transistor PMOS tidak dapat digunakan untuk mendorong terminal drainnya secara penuh ke GND Sehingga Dibentuk CMOS, transistor NMOS dan PMOS dipasangkan Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

Gerbang Logika CMOS Gerbang CMOS: pasangan NMOS dan PMOS transistor NMOS membentuk pull-down network (PDN) transistor PMOS membentuk pull-up network (PUN) Fungsi yang direalisasikan dengan PDN dan PUN adalah saling berkomplemen satu dengan yang lain PDN dan PUN mempunyai jumlah transistor yang sama Disusun sehingga kedua jaringan adalah dual satu sama lain Dimana PDN mempunyai transistor NMOS secara seri, maka PUN mempunyai PMOS secara paralel dan sebaliknya Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

Gerbang Logika CMOS Untuk semua valuasi sinyal masukan: PDN menarik V f ke Gnd (pull-down); atau PUN menarik Vf ke V DD (pull-up) Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

Gerbang NOT CMOS Diimplementasikan dengan 2 transistor Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS

Gerbang NAND CMOS Diimplementasikan dengan 4 transistor Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 f 0 0 On On Off Off 1 0 1 On Off Off On 1 1 0 Off On On Off 1 1 1 Off Off On On 0

Gerbang NOR CMOS Diimplementasikan dengan 4 transistor Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 f 0 0 On On Off Off 1 0 1 On Off Off On 0 1 0 Off On On Off 0 1 1 Off Off On On 0

Gerbang AND CMOS Diimplementasikan dengan 6 transistor x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 T5 T6 f Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS 0 0 On On Off Off Off On 0 0 1 On Off Off On Off On 0 1 0 Off On On Off Off On 0 1 1 Off Off On On On Off 1

Gerbang OR CMOS Diimplementasikan dengan 6 transistor x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 T5 T6 f Saklar Transistor Rangkaian CMOS Gerbang Logika CMOS 0 0 On On Off Off Off On 0 0 1 On Off Off On On Off 1 1 0 Off On On Off On Off 1 1 1 Off Off On On On Off 1

IC Seri 7400 IC Seri 7400 digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian logika sederhana Terdiri dari beberapa gerbang logika yang mewakili fungsi logika tertentu gerbang logika dasar, flip-flop dan counter, bus transceiver, ALU, Tiap gerbang (atau gabungan gerbang) diimplementasikan sebagai rangkaian terintegrasi dalam 1 kemasan (IC, integrated circuit) Disebut komponen IC seri 7400 Disebut juga IC TTL (Transistor-Transistor Logic) karena tersusun atas rangkaian logika menggunakan transistor Dikenal sebagai IC seri 7400 karena nomor komponen diawali dengan 74 Umumnya dipaket dalam dual-inline package/dip Koneksi eksternal dari chip disebut pin atau lead Dua pin menghubungkan VDD dan GND ke sumber daya untuk chip IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

IC dan Fungsi Logikanya Seri 74xx Fungsi Contoh Seri 74xx Fungsi Contoh 7400 Quad NAND-2 gate 74LS00 7454 4-wide 2-input AND-OR-Invert 7402 Quad NOR-2 gate 74LVC02 7448 BCD to 7-segment decoder/driver 7404 Hex NOT gate 74LVC04 7468 Dual 4-bit decade counter 7408 Quad AND-2 gate 74HCT08 7473 Dual J-K Flip-flop w/ Clear 74LS54 74LS48 74LS68 74LS73 IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL 7410,7411,7412 Triple NAND-3 74HCT10 7474,7479 Dual DFF 74LS74 gate 7432 Quad OR-2 gate 74HCT32 7477 4-bit bistable latch 74LS77 7486 Quad XOR-2 gate 74LS86 7483 4-bit binary full 74LS83 adder

Karakteristik IC Pemberian Suffix di Nomor IC Teknologi: Bipolar: standar (TTL mengacu ke teknologi bipolar, kemudian digeneralisir) CMOS: identitas C, misalnya AC, HC, FC, LVC BiCMOS: identitas B, misalnya BCT, ABT Kecepatan: (CMOS) Suffix H untuk high-speed Suffix F untuk fast, lebih cepat dari H Level tegangan TTL dan power: (Bipolar) Suffix L untuk low power di bipolar Suffix L untuk level tegangan 3.3V di CMOS Fitur lainnya: Suffix X untuk level tolerant baik 3.3V maupun 5V Kemasan: DIP, TSSOP, TSOP, SOIC Suhu operasi dan tegangan absolut IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

IC 7404 Hex Inverter 6 buah gerbang logika NOT IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Contoh: 74AHCT04PW: NXP Semiconductor, 14-TSSOP, 5V, CMOS SN74ALVC04: Texas Instruments, 3.3V, CMOS SN74ALS04: Texas Instruments, Low Power Schottky, 5V

Kemasan IC 7404 IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Kemasan IC 7404 PDIP, SOIC, SOP IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Dimensi IC - PDIP IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Dimensi IC - SOIC IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Dimensi IC - SOP IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Komputer Operasional Homebrew Computer: hanya menggunakan TTL, tanpa mikroprosesor 1. Yunten Labs: http://www.yuntenlabs.com/csalab.htm 2. Andrew: Mark 1 FORTH Computer (http://www.holmea.demon.co.uk/mk1/architecture.htm) 3. Magic 1 IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Komputer TTL IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Yunten Labs: http://www.yuntenlabs.com/csalab.htm

Mark 1 Computer IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Andrew: Mark 1 FORTH Computer (http://www.holmea.demon.co.uk/mk1/architecture.htm)

Magic-1 IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Bill s Magic-1 (http://www.homebrewcpu.com/)

Magic-1 IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Bill s Magic-1 (http://www.homebrewcpu.com/)

Magic 1 ALU IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

diimplementasikan menggunakan IC keluarga 7400 (TTL) Contoh fungsi logika f = ab + bc Memerlukan 1 gerbang NOT (7404), 2 gerbang AND-2 (7408) dan 1 gerbang OR-2 (7432) IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Metodologi Desain 1. Analisis kebutuhan spesifikasi 2. Optimasi fungsi logika untuk memenuhi spesifikasi 2.1 Penyederhanaan dengan peta Karnaugh 2.2 Sintesis ekspansi Shannon 3. Rancang rangkaian logika 3.1 Rangkaian AND-OR atau OR-AND atau MUX 3.2 Optimasi rangkaian dengan NAND-NAND atau NOR-NOR atau MUX-NAND/NOR 3.2.1 Konstrain luas papan rangkaian (pcb)/kompleksitas 3.2.2 Konstrain cost/biaya 4. Implementasi rangkaian dengan IC TTL 4.1 Spesifikasi elektrik dan logika dipenuhi IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL

Contoh Desain Desain rangkaian TTL berdasarkan kebutuhan sebagai berikut: Diinginkan suhu dan level cairan dalam penampung selalu terjaga. Suhu normal yang diinginkan adalah antara 25C dan 40C. Sensor suhu yang ada adalah sensor untuk mendeteksi suhu di atas 25C dan suhu di atas 40C. Sebuah saklar digunakan untuk mengaktifkan sensor level yang mendeteksi level cairan di atas normal. Buzzer akan berbunyi jika suhu terlalu tinggi (>40C) atau terlalu rendah (<25C). Buzzer juga berbunyi jika level cairan kurang saat saklar sensor level diaktifkan Terdapat 5 variabel masukan: suhu >40C (x 1 ), suhu >25C (x 2 ), level kurang (x 3 ), saklar level aktif (x 4 ) keluaran: buzzer berbunyi (y) IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Persamaan logikanya: y = x 1 + x 2 + (x 3 x 4 ). Rangkaian logikanya? Bagaimana implementasi rangkaian TTL-nya?

Contoh Desain Desain rangkaian TTL berdasarkan kebutuhan sebagai berikut: Diinginkan suhu dan level cairan dalam penampung selalu terjaga. Suhu normal yang diinginkan adalah antara 25C dan 40C. Sensor suhu yang ada adalah sensor untuk mendeteksi suhu di atas 25C dan suhu di atas 40C. Sebuah saklar digunakan untuk mengaktifkan sensor level yang mendeteksi level cairan di atas normal. Buzzer akan berbunyi jika suhu terlalu tinggi (>40C) atau terlalu rendah (<25C). Buzzer juga berbunyi jika level cairan kurang saat saklar sensor level diaktifkan Terdapat 5 variabel masukan: suhu >40C (x 1 ), suhu >25C (x 2 ), level kurang (x 3 ), saklar level aktif (x 4 ) keluaran: buzzer berbunyi (y) IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Persamaan logikanya: y = x 1 + x 2 + (x 3 x 4 ). Rangkaian logikanya? Bagaimana implementasi rangkaian TTL-nya?

Implementasi Rangkaian AND-OR 2 buah NOT (7404), efisiensi 2/6 = 33% 1 AND-2 (7408), efisiensi 1/4 = 25% 1 OR-3 diimplementasikan dengan 2 OR-2 (7432), efisiensi 2/4 = 50% IC AND-OR 1 buah AND-OR-INVERT (7454), efisiensi 100% 3 buah NOT (7404), efisiensi 3/6 = 50% IC Logika Seri 7400 Aplikasi IC TTL Rangkaian NAND-NAND 3 NAND-2 (7400), efisiensi 3/4 = 75% 1 NAND-3 (7410), efisiensi 1/3 = 33% Rangkaian MUX 1 MUX-8 (74151/74152 ), efisiensi 100%

Nilai Logika sebagai Level Tegangan Variabel biner akan dinyatakan sebagai sinyal di rangkaian elektronik Nilai variabel merepresentasikan level tegangan (*) atau arus Membedakan nilai logika berdasarkan tegangan threshold Sistem logika positif Level tegangan di atas threshold logika 1 (high, H) Level tegangan di bawah threshold logika 0 (low, L) Sistem logika negatif sebaliknya Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Nilai Logika sebagai Level Tegangan V ss merupakan tegangan minimum yang ada di sistem. Bisa bernilai negatif. Akan digunakan V ss = 0V V DD adalah tegangan suplai. Nilai tegangan: +5V, +3.3V atau 1.2V. Akan digunakan V DD = 5V Sistem Logika Positif Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya Level tegangan untuk V 0,max (threshold maksimal) dan V 1,min (threshold minimal) tergantung dari teknologi implementasi Level tegangan V ss - V 0,max logika 0 (low, L) Level tegangan V 1,min - V DD logika 1 (high, H)

Level Logika Level logika LOW dinyatakan dengan: V IL menyatakan sinyal tegangan masukan MAKSIMUM yang harus diterima oleh IC TTL agar dianggap sebagai 0 (LOW) V OL menyatakan sinyal tegangan keluaran MAKSIMUM (terjamin) yang dikirimkan oleh IC TTL untuk logika 0 (LOW) Tegangan V OL < V IL agar sinyal reliabel (handal), tidak dipengaruhi oleh noise Level logika HIGH dinyatakan dengan: V IH menyatakan sinyal tegangan masukan MINIMUM yang harus diterima oleh IC TTL agar dianggap sebagai 1 (HIGH) V OH menyatakan sinyal tegangan keluaran MINIMUM (terjamin) yang dikirimkan oleh IC TTL untuk logika 1 (HIGH) Tegangan V OH > V IH agar sinyal reliabel (handal), tidak dipengaruhi oleh noise Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Margin Noise Menggunakan 2 threshold: threshold tinggi dan threshold rendah. Ada zona unspecified rentan dengan noise, interferensi, rugi-rugi parasitic saat transmisi Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya Solusi: menambah threshold output V OL < V IL dan V OH > V OL Disiplin: komponen mematuhi spesifikasi noise margin yang mencukupi untuk mengantisipasi noise, sehingga level tegangan tidak terganggu

Level Beban Statis Beban statik: arus yang mengalir saat beban dihubungkan ke output rangkaian Static berarti hanya melihat beban saat nilai sinyal tidak berubah Masukan HIGH: komponen input mensuplai (source) arus ke beban Masukan LOW: komponen menerima (sink) arus dari beban Agar rangkaian tidak overload, maka perlu membatasi fanout untuk memenuhi konstrain beban statis Manufaktur menyediakan karakteristik load statis (I OH, I OL, I IH dan I IL ) Desainer memastikan fanout (jumlah input yang dapat didrive oleh suatu output) tidak mempengaruhi level logika Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Karakteristik Elektrik (74LVC00) Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Karakteristik Elektrik (74LVC00) Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Karakteristik beban statis Diberikan: Arus input: komponen sbg load Arus output: komponen sbg driver Nilai arus: negatif (arus keluar dari terminal), positif (arus masuk ke terminal) Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya Tiap keluaran terminal dapat source/sink arus 24mA dan beban masukan 5µA, sehingga dapat mendrive 24mA/5µA = 4800 masukan Namun, untuk logika high tegangan keluaran turun 2.2V dan untuk logika low tegangan naik menjadi 0.55V Noise margin hanya menjadi 0.2V untuk logika high dan 0.25V untuk logika low Agar noise margin tetap 0.4V, arus keluaran dibatasi 12mA, sehingga fanout maksimal 2400 masukan Tapi, beban statis bukan satu-satunya faktor yang menentukan fanout

Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Ideal: Perubahan level sinyal terjadi secara seketika Real: transisi level sinyal tidak seketika rise-time (t r ): lamanya waktu sinyal tegangan naik dari level rendah ke tinggi fall-time (t f ): lamanya waktu sinyal tegangan turun dari level tinggi ke rendah Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya Di tiap komponen: resistansi seri (r s), kapasitansi masukan (C in ) Saat output dihubungkan dengan beberapa beban masukan secara paralel, C in = total Cin semua masukan. Transisi jadi lebih lambat (landai) Minimalkan fanout untuk mengurangi beban kapasitif, sehingga memenuhi konstrain delay propagasi

Delay Propagasi Selain itu, delay propagasi komponen (t pd ): lamanya waktu dari perubahan input sampai outputnya berubah Misalnya: C in tipikal dari komponen IC logika adalah 5pF. Suatu komponen (misalnya gerbang AND) mempunyai delay propagasi maksimum, t pd 4.3ns yang diukur saat kapasitansi load C L 50pF. Berapa fanout gerbang AND yang dapat digunakan tanpa menyebabkan delay propagasi yang melebihi nilai maksimum Maksimum fanout = C L /C in = 50pF/5pF = 10 Nilai sebenarnya akan lebih kecil karena terdapat kapasitansi stray antara keluaran dan masukan Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Wire adalah Jalur Transmisi Ideal: Perubahan nilai di keluaran akan langsung dapat dilihat seketika oleh masukan komponen yang terhubung ke keluaran tersebut Idealnya, wire adalah konduktor sempurna yang dapat mempropagasikan sinyal tanpa delay Real: wire adalah jalur transmisi Untuk jalur pendek, asumsi dapat diterima Jalur panjang, disiplin perlu diperhatikan. Misalnya saat mendesain rangkaian kecepatan tinggi Terdapat kapasitansi dan induktansi parasitik yang tidak dapat diabaikan Perlu menjaga delay propagasi sinyal masih memenuhi konstrain kecepatan data Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya

Flip-flip (Sekuensial) Real: Di rangkaian sekuensial, sebuah flip-flop menyimpan nilai masukannya seketika saat transisi masukan clock dari 0 ke 1 (transisi naik). Selain itu, nilai yang tersimpan akan terlihat di keluarannya seketika itu juga Flip-flop membutuhkan nilai yang akan disimpan harus ada di jalur masukan dalam interval waktu sebelum transisi clock naik. Disebut setup time Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya Nilainya harus tidak berubah antara interval tersebut sampai suatu interval setelah transisi clock naik. Disebut hold time Nilai yang tersimpan tidak langsung tampak di keluaran, namun ada delay. Disebut clock-to-output delay rangkaian harus memenuhi konstrain berikut Perubahan data input harus tidak terjadi dalam interval t h Keluaran data dari satu sisi clock harus sampai di input flip-flop selanjutnya sebelum interval setup time di clock berikutnya

Sumber Daya Dua sumber konsumsi daya di rangkaian digital daya static: disebabkan karena arus bocor (leakage current) antar dua terminal atau terminal dengan ground Terjadi secara kontinyu, tidak dipengaruhi oleh operasi rangkaian daya dinamik: disebabkan karena adanya charging dan discharging di kapasitansi beban saat ada transisi level tegangan logika di keluaran (naik/turun) Dipengaruhi oleh frekuensi perubahan level sinyal Upaya mengontrol konsumsi daya: daya statik: memilih komponen dengan konsumsi daya statik rendah daya dinamik: mengurangi frekuensi transisi sinyal Nilai Logika Level Beban Statis Beban Kapasitif dan Delay Propagasi Perubahan Sinyal Sumber Daya