Vaut-il la peine d'apprendre à utiliser les circuits intégrés logiques «jelly bean» de la série 7400 ou sont-ils complètement obsolètes?

Ma feuille de route pour l'apprentissage de l'électronique comprenait les puces logiques de la série 7400. J'ai commencé dans l'électronique en suivant les laboratoires du manuel de laboratoire "Art of Electronics" qui comprend des laboratoires avec ces puces. J'ai fini par construire plusieurs cartes microcontrôleurs Microchip PIC et Atmel avant de faire ces laboratoires particuliers. Maintenant, je regarde les FPGA et je suis impatient d'essayer l'un d'entre eux. Dois-je laisser la série 7400 derrière ou est-ce que leur compréhension est considérée comme fondamentale pour comprendre les puces logiques programmables plus modernes? Certaines des séries 7400 sont-elles encore utilisées dans de nouvelles (bonnes) conceptions pour des choses simples? Y a-t-il encore des puces de la série 7400 particulièrement utiles qui sont utilisées tout le temps? Je suppose que cela ne prendrait pas longtemps pour les laboratoires de la série 7400, mais, Je voulais juste savoir à quel point ils sont obsolètes car j'ai eu tellement de mal à me procurer les pièces. Je n'ai pas pu en trouver et j'ai fini par dépenser beaucoup plus d'argent que ce que je pensais acceptable.

Solution:

Merci pour toutes les réponses! Chaque réponse était utile. J'étais convaincu que le 7400 trouve toujours une application dans les conceptions et est toujours utile aujourd'hui, cependant, généralement pas pour les conceptions logiques plus grandes où la logique programmable est plus appropriée. De plus, j'étais convaincu qu'apprendre à utiliser des circuits intégrés logiques discrets est une bonne étape préparatoire avant de commencer sur des dispositifs logiques programmables.

Ne pensez pas une minute que ce n'est pas parce que vous avez un FPGA que l'apprentissage du 74xx est obsolète. Pour concevoir avec FPGA, vous devez être en mesure de «voir» la logique fonctionner dans votre tête au niveau d'une porte discrète (vous apprendrez cette compétence à partir des puces logiques discrètes 74xx, cmos 40xx).

Programmer un FPGA, ce n'est PAS comme écrire un programme informatique, on dirait que c'est le cas, mais seuls les idiots vous le diront.

vous verrez beaucoup, beaucoup de gens sur le net parler de leur conception FPGA est grande ou lente, en réalité ils ne comprennent tout simplement pas comment penser à un véritable niveau de porte parallèle multiprocesseur et finissent par traiter en série la plupart de ce qu'ils essaient de faire , c'est parce qu'ils ouvrent simplement les outils de conception et commencent à programmer comme s'ils écrivaient «C» ou «C ++»

1. Dans le temps qu'il faut pour compiler une conception pour un FPGA sur un ordinateur domestique, vous pouvez mettre en place une conception logique simple dans 74xx
2. En utilisant FPGA pour une conception, vous DEVEZ travailler avec des simulateurs plutôt qu'avec le FPGA `` dur '' C'est-à-dire que si votre conception 74xx fonctionne mal, vous pouvez jouer avec les connexions, avec un FPGA vous devez réécrire, relancer une simulation , puis passez plus de 30 minutes à recompiler la conception FPGA.

Restez fidèle à la gamme 74xx ou 40xx, construisez des `` additionneurs '', des `` shifters '' et des clignotants LED avec gating, une fois que vous avez l'habitude de voir des puces discrètes, cela devient plus facile lorsque vous travaillez avec un `` blob '' massif qui est un FPGA

Je pense que deux types de logique discrète sont encore très utilisés:

• Tampons. Si vous avez besoin de 60 mA pour piloter une longue ligne de bus, ou si vous avez un signal entrant provenant de votre carte que vous ne voulez pas donner la chance de faire frire votre FPGA, vous avez toujours besoin d'un dispositif tampon discret. Les tampons sont également utilisés comme décaleurs de niveau entre les interfaces héritées de 5 V et les E / S FPGA basse tension.

• Peu de logique. TI, NXP, etc., tous les ont. Ce sont essentiellement les mêmes anciennes fonctions que la logique TTL, mais généralement une ou deux portes dans un package. Et les packages sont des choses microscopiques comme SOT23 ou SC70. Si vous avez juste besoin d'un onduleur ou d'une porte ET pour fixer un signal de contrôle (par exemple pour le séquencement de l'alimentation, ou quelque chose comme ça), vous ne voulez pas utiliser une partie logique programmable à plusieurs dollars s'il y a 0,05 $ ou Portail de 0,10 $ disponible.

Eh bien, si vous les avez déjà sous la main, il n'y a aucune raison de ne pas faire les laboratoires et d'avoir une bonne idée de ce qu'ils font et de leur fonctionnement.

Alors que les niveaux TTL de base deviennent de plus en plus obsolètes, il existe différentes lignes qui offrent les mêmes portes / logique, mais plus adaptées aux conceptions plus modernes ... CMOS, haute vitesse, basse tension, etc.

Je n'ai eu qu'une utilisation occasionnelle pour la série 7400, mais quand je l'ai fait, j'étais content d'avoir une bonne compréhension de ce que la série avait à offrir.

La programmation des FPGA est beaucoup de programmation, mais le matériel cible est parallèle à un niveau que la plupart des programmeurs ne peuvent pas boucler. En outre, il existe des complications (synchronisation, enregistrement des signaux, direction des broches d'E / S, etc., etc.) qui n'ont tout simplement aucun analogue dans le monde purifié de la programmation d'applications.

L'apprentissage de la logique 74xx vous aidera car il vous donnera une idée des problèmes tels que l'enregistrement des signaux, la mesure dans laquelle vous pouvez déployer les horloges, etc. Les FPGA sont capables de choses incroyables entre de bonnes mains, et si tout ce que vous pouvez penser est d'émuler la logique 74xx en eux, alors vous gaspillez leur potentiel.

De nombreux projets nécessiteront une quantité de logique discrète qui est trop grande pour être construite pratiquement à partir de transistors discrets, mais pour laquelle même un PLD serait massivement exagéré ou utiliserait trop de courant. Il est utile de savoir quels périphériques 74HCxx etc. existent pour remplir ces rôles. Notez que dans certains cas, il peut y avoir une partie «évidente» pour remplir un rôle, mais une autre partie peut en fait mieux le remplir. Parfois, il peut être possible d'utiliser une pièce de manière inattendue pour répondre à des exigences de projet uniques. Un exemple dont je suis particulièrement fier était d'utiliser un 74xx153 ou 74xx253 avec une résistance et un petit capuchon pour effectuer les deux fonctions suivantes (entrées A, B et C; sorties X et Y):

X =! A
Y = sortie C lorsque! A & B; sinon maintenez Y

Je ne suis pas sûr que la résistance et le capuchon (sur la rétroaction de Y) étaient strictement nécessaires, mais la conception a utilisé une puce logique 74xx pour remplir un rôle pour lequel, au début des années 1980, d'autres concepteurs auraient utilisé plusieurs puces.

L'époque où vous remplissiez un pied carré d'espace PCB avec une logique de collage (c'est-à-dire des puces 74xx «collées» ensemble) est révolue - à l'exception des projets éducatifs, de la modification / création de pièces de rechange pour des cartes de remplacement obsolètes, et de l'étrange haute fiabilité, haute -température, espace, mil ou produit aérodynamique, peut-être.

Au cours des deux dernières années, j'ai travaillé sur des cartes qui contiennent des tonnes de FPGA coûteux. Voici quelques exemples où 74xx est toujours utilisé sur ces cartes:

• Pilotes et récepteurs de bus ou de ligne - certaines familles logiques ont une meilleure capacité de gestion du courant qu'un microcontrôleur ou une sortie FPGA, et certaines familles logiques n'ont pas des vitesses de balayage aussi toxiques que les sorties FPGA (EMI!). De plus, les entrées FPGA ont tendance à avoir des spécifications très strictes pour la sonnerie des signaux au-delà de leur rail GND ou d'alimentation. Une puce à une seule porte entre une trace provenant d'un endroit méchant et votre FPGA peut vous éviter de gros soucis.

• Parties des circuits liées à la sécurité - la création de certaines parties de votre conception avec redondance ou un moyen de vérifier si certaines choses fonctionnent toujours comme souhaité est souvent difficile ou impossible en utilisant un appareil programmable (microcontrôleur, FPGA, ...) uniquement. C'est là que peu de logique (circuits intégrés à une seule porte) est très pratique. Parfois, j'utilise même une logique construite avec des diodes, des transistors discrets et / ou des résistances (DTL discrète, RTL, TTL).

• Des niveaux de tension plus élevés que d'habitude , parfois combinés à des spécifications de synchronisation extrêmement strictes - en particulier lors de la conception de circuits analogiques ou de puissance, il arrive que vous ayez besoin d'une logique autour d'une partie de votre circuit qui fonctionne avec 10 ... 15 V, ou que vous besoin d'une interface entre un événement dans la partie puissance et un FPGA. Les puces CMOS de la série 4000 sont toujours impressionnantes car elles fonctionnent jusqu'à (ou au-delà) de 15 V. La DTL discrète peut être conçue pour gérer à la fois des délais de propagation très rapides et des tensions> 3,3 V. Si vous avez besoin d'un pilote MOSFET qui activera le MOSFET uniquement si deux sorties provenant de "l'îlot" 3,3 V sont d'accord, la porte logique ET requise et le décalage de niveau vers le pilote de porte 0 et 10 V peuvent être réalisés en utilisant une logique discrète.

• Coût et prévisibilité- certaines alimentations industrielles, même très récentes, n'utilisent toujours pas de circuits intégrés de régulation flyback spécifiques ou d'autres "solutions" intégrées - et sont conçues autour d'un seul circuit logique à 14 broches. En grande quantité, ces circuits intégrés logiques sont très bon marché et coûtent une fraction d'un contrôleur PWM ou autre, et vous pouvez si bien ajuster le circuit que vous savez exactement ce qui se passe. Malheureusement, de nombreux circuits intégrés d'alimentation électrique laissent encore de nombreuses questions sans réponse dans leurs fiches techniques, et la plupart d'entre eux ont été conçus avec une certaine application en tête. Si vous avez une exigence un peu éloignée du courant dominant, vous arrivez rapidement au point où de nombreux circuits intégrés facilement disponibles sont filtrés. (Vous ne voulez aucune limite sur la charge capacitive sur la sortie? Restez à l'écart de tout avec un mode de hoquet ou une caractéristique de courant de repli, c.-à-d.

Pour résumer: Aujourd'hui, vous ne construirez probablement rien avec des circuits intégrés de la série 74xx ou 4000 qui peuvent être exprimés en plus d'une ou deux lignes d'équations logiques - mais les petits assistants sont toujours utilisés par des dizaines de milliers dans les domaines où ils sont considérés comme "juste quelques transistors sur puce très bien spécifiés" dans un environnement analogique ou de puissance.

Aujourd'hui, "apprendre" les puces logiques pourrait même être plus sur leurs spécifications électriques DC et AC par rapport à la façon dont vous pouvez construire de gros blocs logiques ou des ALU entières avec eux (bien que ces derniers ne soient pas nuisibles non plus).

La logique discrète est l'une de ces choses que tout le monde devrait savoir s'ils conçoivent ou déboguent des cartes électroniques. Si je comprends bien, très peu de gens se plongent vraiment dans la conception logique discrète à grande échelle. Il y a juste trop d'options pour placer les mêmes capacités dans une seule puce et certaines puces de support. Cela inclut les microcontrôleurs, les CPLD, les FPGA, les ASIC, les SoC, les PSoC, les DSP (processeurs), etc. Microchip possède même des microcontrôleurs avec des cellules logiques programmables:

http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/press-release/microchip-launches-8-bit-mcus-with-configurable-lo.html

Il existe probablement beaucoup plus d'options. La logique discrète est toujours utile, mais il n'est pas nécessaire d'apprendre à en construire une ALU. Je dois être d'accord avec la liste de Photon de la logique discrète pratique. Sinon, à mon avis, les microcontrôleurs et FPGA sont les plus pratiques à apprendre.

Il peut être utile de savoir ce qui est disponible, comme le dit Tevo. Cela dit, je n'y ai pas vraiment consacré beaucoup de temps moi-même. J'ai, comme vous, apparemment, acheté une petite sélection de 7400 qui m'attendaient à être un pas en avant.

Cela n'a pas fonctionné de cette façon.

Vous attendez évidemment avec impatience les FPGA. Il est probablement plus important de maintenir votre intérêt et de faire des choses que vous considérez amusantes que de suivre un chemin perçu. Après tout ... si cela finit par ressembler trop à un travail occupé, vous pouvez vous épuiser un peu et ne pas revenir pendant un certain temps.

Regardez bien les 7400 pièces que vous avez. Pensez-vous que vous maîtrisez bien ce qu'ils font?

Je crois que vous devez au minimum comprendre les portes logiques et les tongs avant de sauter dans les FPGA. Si vous avez cela, allez-y.