¿Cuáles Son Las Principales Diferencias Entre Las Señales CMOS y TTL?



Hardware: Multifunction DAQ (MIO)

Problema:

¿Cuáles son algunas de las diferencias entre señales CMOS y TTL, y cómo se comparan?

Solución:

Características de la lógica CMOS:

• Disipación de baja potencia: La disipación de potencia depende de la potencia de la fuente de poder, su frecuencia, carga en la salida y el tiempo de arranque. A 1 MHz y a 50pF de carga, la disipación de potencia es típicamente 10nW por compuerta.

• Retrasos de propagación corta: Depende de la fuente de poder, los retrasos de propagación son usualmente de 25 ns a 50 ns.

• Tiempos de subida y bajada controlados: Los flancos de subida y de bajada son usualmente denominados como rampas en lugar de funciones de escalón, y tardan entre 20% – 40% más que los retrasos de propagación.

• La inmunidad al ruido ronda el 50% o 45% de la oscilación lógica.

• Niveles lógicos serán esencialmente iguales a la fuente de poder, esto debido a la alta impedancia de entrada.

• Nivel de tensión desde 0 a VDD donde VDD es la fuente de tensión. Un nivel bajo es cualquier valor entre 0 y 1/3 de VDD mientras que un nivel alto se representa como cualquier valor entre 2/3 VDD y VDD.

Características de la lógica TTL:

• 10 mW de disipación de potencia por compuerta.

• Retrasos de propagación son de 10ns al tratar con 15 pF/400 Ω de carga.

• El rango de tensión está entre 0 y Vcc donde Vcc es usualmente 4.75V – 5.25V. Un nivel bajo es representado por niveles de tensión entre 0V– 0.8V, mientras que un nivel alto se representa por niveles de tensión entre 2V – Vcc.

CMOS comparado con TTL:

• Los componentes CMOS son usualmente más caros que los equivalentes en TTL. Sin embargo, la tecnología CMOS es más barata a nivel de sistema, esto debido a los chips que poseen un menor tamaño además que requieren menos regulación.

• Los circuitos CMOS no drenan tanta potencia como los TTL en los períodos de inactividad. Sin embargo, el consumo de potencia de los CMOS se incrementa más rápidamente que los TTL al aumentar la velocidad del reloj. Un menor consumo de corriente requiere menor distribución de la fuente de alimentación, teniendo como producto un diseño más sencillo y barato.

• Debido a que los tiempos de subida y bajada son mayores, la transmisión de las señales digitales resulta más sencilla y barata con los chips CMOS.

• Los componentes CMOS son más susceptibles a daños por descargas electrostáticas con respecto a los componentes TTL.


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White Paper: High-Speed Digital I/O Logic Families

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Día del Reporte: 11/20/2014
Última Actualización: 01/06/2015
Identificación del Documento: 16A9OC6O