TTL，CMOS以及LVTTL,LVCMOS

? TTL和CMOS是數字電路中兩種常見的邏輯電平，LVTTL和LVCMOS是兩者低電平版本。TTL是流控器件，輸入電阻小，TTL電平器件速度快，驅動能力大，但功耗大。CMOS是MOS管邏輯，為壓控器件，且輸入電阻極大，CMOS電平器件速度慢，驅動能力不足TTL，但功耗小。正是由于CMOS器件輸入阻抗很大，外界微小的干擾就有可能引起電平的翻轉，所以CMOS器件上未使用的輸入引腳應做上下拉處理，不能浮空。

? 由于TTL和CMOS電平在0或1時不一樣，所以需要滿足VOH（發送方） > VIH（接收方）,且提供一定的噪聲容限，發送方VOL小于接收方VIL,且提供一定的噪聲容限。

? 高邏輯電平驅動低邏輯電平時，可串聯50~330Ω電阻進行電平的轉換。其中JTAG就是一個例子，在使用Cyclone III代芯片時，JTAG為2.5V電平，而Cyclone III是3.3V電平，使用時需要串接電阻，以實現電平的轉換。串聯電阻有時對于驅動能力較強的元器件如74LVT系列，為了消除信號振鈴，可以串聯電阻消除信號振鈴現象。

? 與驅動能力相關的兩個名詞：拉電流與灌電流。

? 拉電流：拉電流是指電流方向為負，電流流出器件，稱為拉電流，比如IOH；

? 灌電流：灌電流指的是電流方向為正，電流流入器件，稱為灌電流，比如IOL；

? Bipolar工藝的器件，特點是速度高，驅動能力強，但功耗大；CMOS工藝的器件，驅動能力和速度較Bipolar弱，但其集成度高，功耗低；而BiCMOS兼有Bipolar和CMOS的優勢。

CMOS和TTL不適合高速電路原因

? 1）電平幅度較大，即使是低電平版本，擺幅也到了3.3V或2.5V，因此信號變化沿所耗費的時間越長，不適合于傳輸頻率達到200MHz以上的信號。

? 2）輸出信號為單端。在傳輸路徑上易受到干擾，不利于遠距離的傳輸

? 3）功耗較大。

器件手冊需要了解到的知識

? 作為硬件工程師，每天都需要與各種電子元器件的手冊打交道，那么對于手冊上的一些參數值是我們往往需要關心的。在選擇器件時，往往根據這些器件的參數值進行篩選，就可以選擇到合適的芯片。

? 1) Features：一般我們在查看手冊時，手冊第一頁就會有關于此器件的Features，這是我們需要關心的，通過此Features我們就可以除去一部分不適合的芯片。

? 2) Absolute Maximum Ratings：這一部分是我們常常需要留心的，器件極限參數值。其中有些參數必須要理解：

??? 1】 Vcc：電源電壓。第一，確保上電和下電時電源電壓的過沖小于極限值；第二，正常工作

電源電壓加上紋波電壓的最大值要小于極限值。

??? 2】 VI：輸入信號電平，要求輸入信號的上升沿和下降沿的過沖不能超過一定的值。

??? 3】 VO：輸出信號電平，一般會看到 -0.5V （min），Vcc + 0.5V（max）其中Vcc應為器件正常工作時的電壓，而不是最大電壓值。

??? 4】IIK：輸入鉗位電流，指工作電壓超出正常值之外時，允許流入器件輸入端的最大電流。

??? 5】IOK：輸出鉗位電流，指工作電壓超出正常值之外時，允許流入器件輸出端的最大電流。

? 3) Electrical Characteristics：這一部分是我們常常需要留心的，器件電氣參數值。其中有些參數必須要理解：

? II ：器件正常工作時流入（輸入信號為高電平）或工作時流出（輸入信號為低電平）輸入端口的電流。CMOS工藝的邏輯器件屬于壓控型，輸入電流很小，通過器件參數II與Icc可以判斷該器件的工藝類型為CMOS，還是TTL工藝。

? CI ：輸入電容，指邏輯器件輸入端口的寄生電容，在電路設計時可以視為驅動能力的指標。如Cypress CY2305器件資料中，定義CL參數為30pF,即該器件輸出引腳的容性負載能力是30pF,對于74LVC125A器件的CI 為5pF,所以一個CY2305最多可以帶動6個74LVC125A器件。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《FPGA全程进阶---实战演练》第二十一章之 几种常用电平分析及特性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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