1.8 Grundlagen der Digitaltechnik

Informatik V, Kap. 8, WS 98/99
Typ Kenn- Pv / mW Td / ns Pv * tp / pJ fmax / MHz
buchst.
Stand. TTL - 10 10 100 35
High Speed TTL H 22 5 110 80
Low-Power TTL L 1 30 30 3
Schottky TTL S 20 3 60 125
Low-Power LS 2 10 20 4
Schottky TTL
LP adv. TTL ALS 1 3 3 35 bis 50
Advanced
Schottky TTL AS 8,5 1,5 12 125 bis 200
FAST TTL FAST, T 4 1,5 6 100
CMOS High- HCT, HC 1,75 10 bis 12 1,4 25 - 50
Speed TTL ( 0,5 uW / kHz) (0,005 pJ / kHz)
CMOS adv. AC, ACT 0,8uW / kHz 3 0,002 pJ / kHz 100
TTL
BICMOS TTL BCT 1 3 3 120
Abb. 8.59: Übersicht über die TTL-Schaltkreisfamilie
Bemerkenswert ist auch, daß seit den 70er Jahren TTL-kompatible CMOS-Schaltkreise entwickelt
wurden, die sich zunächst durch geringe Leistungsaufnahme bei kleinen Schaltgeschwindigkeiten
auszeichneten. In den letzten TTL- kompatiblen CMOS-Serien werden aber immerhin Schaltzeiten
im Bereich weniger ns erreicht. Abb. 8.59 vergleicht verschiedene Technologien der TTL-Familie
bezüglich der Leistungsaufnahme pro Gatter, der typischen Gatter-Verzögerungszeit, des Produkts
aus Verzögerung und Leistungsaufnahme und der maximalen Taktfrequenz. Das sogenannte "Power-
Delay-Produkt" ist ein realistischer Maßstab dafür, wie leistungshungrig bzw. sparsam eine
Technologie ist. Typisch für CMOS-Schaltkreise ist die direkte Abhängigkeit der Leistungsaufnahme
von der Taktfrequenz.
Typ Kennbuchstabe Pv / mW td / ns Pv td / pJ
Standard 10.1 ....../ .5 25 1 25
10.2....../ .6 25 2 50
10.5 .... 25 1,5 35
High Speed 1 bis 6 70 1 70
10.H100 35 1 35
100.100 50 0,75 38
100 E 100 30 0,6 18
Abb. 8.60: Übersicht über die ECL-Schaltkreisfamilie
Wie Tabelle 8.60 zeigt, sind ECL-Bausteine mit Gatter-Verzögerungen weit unter 1 ns kommerziell
erhältlich. In mittelhoch-integrierter Form als Gate-Arrays mit bis zu ca. 20 000 Gattern sind bei
ECL auch Gatter-Verzögerungen um 0,1 ns (100 ps) realisiert worden.
Verschiedene CMOS-Logiken im Vergleich zeigt Abb. 4.52. Bis auf die Standard-Familie, die mit
Spannungen bis 15 V betrieben werden kann und die man als "langsame störfeste Logik"
kennzeichnen könnte, sind die anderen Familien TTL-kompatibel, was auch durch die Bezeichnung
74....C... gekennzeichnet ist. Auch hier ist wieder die Verlustleitung eine direkte Funktion der
Schaltgeschwindigkeit bzw. der Taktfrequenz des Systems.
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