Apakah itu layak belajar bagaimana menggunakan IC seri logika “jelly bean” seri 7400 atau mereka benar-benar usang?

Peta jalan saya untuk mempelajari elektronik termasuk chip logika seri 7400. Saya mulai dengan elektronik dengan mengikuti lab di manual "Seni Elektronik" yang mencakup laboratorium dengan chip ini. Saya akhirnya membangun beberapa papan Microchip PIC dan Atmel mikrokontroler khusus sebelum melakukan laboratorium khusus ini. Sekarang saya FPGA eye-balling dan semakin bersemangat untuk mencoba salah satu dari mereka. Haruskah saya meninggalkan seri 7400 di belakang atau apakah pemahaman mereka dianggap mendasar untuk memahami chip logika yang lebih dapat diprogram? Apakah sebagian dari seri 7400 masih digunakan dalam desain baru (bagus) untuk barang-barang sederhana? Apakah masih ada chip seri 7400 yang sangat berguna yang digunakan sepanjang waktu? Saya kira itu tidak akan lama untuk melakukan 7400 seri lab, tapi, Saya hanya ingin merasakan betapa usangnya mereka karena saya mengalami kesulitan saat mencari suku cadang. Saya tidak dapat menemukan beberapa dan akhirnya menghabiskan lebih banyak uang daripada yang saya pikir dapat diterima.

Larutan:

Terima kasih atas semua jawabannya! Setiap jawaban sangat membantu. Saya yakin bahwa 7400 masih menemukan aplikasi dalam desain dan masih berguna saat ini, namun, biasanya tidak untuk desain logika yang lebih besar di mana logika yang dapat diprogram lebih tepat. Selain itu, saya yakin bahwa belajar menggunakan IC logika diskrit adalah langkah persiapan yang baik sebelum memulai pada perangkat logika yang dapat diprogram.

Jangan berpikir selama satu menit itu hanya karena Anda memiliki FPGA yang mempelajari tentang 74xx sudah usang. Untuk mendesain dengan FPGA Anda harus dapat 'melihat' logika yang bekerja di kepala Anda pada tingkat gerbang diskrit (Anda akan mempelajari keterampilan ini dari chip logika diskrit 74xx, cmos 40xx).

Memprogram suatu FPGA BUKAN seperti menulis program komputer, kelihatannya seperti itu, tetapi hanya para idiot yang akan memberi tahu Anda.

Anda akan melihat banyak, banyak orang di internet berbicara tentang desain FPGA mereka besar atau lambat, pada kenyataannya mereka hanya tidak mengerti bagaimana berpikir pada tingkat gerbang paralel multiproses yang benar dan akhirnya memproses serial sebagian besar dari apa yang mereka coba lakukan , ini karena mereka baru saja membuka alat desain dan memulai pemrograman seperti mereka menulis 'C' atau 'C ++'

1. Dalam waktu yang dibutuhkan untuk mengkompilasi desain untuk FPGA pada komputer di rumah, Anda dapat menggunakan desain logika sederhana di 74xx
2. Menggunakan FPGA untuk desain yang Anda HARUS bekerja dengan simulator daripada dengan FPGA 'keras' Artinya, jika desain 74xx Anda tidak berfungsi, Anda dapat bermain-main dengan koneksi, dengan FPGA Anda harus menulis ulang, menjalankan kembali simulasi , dan kemudian habiskan hingga 30 menit untuk mengkompilasi ulang desain FPGA.

Tetap dengan kisaran 74xx atau 40xx, buat beberapa 'adders', 'shifers', dan LED flashers dengan gating, setelah Anda terbiasa melihat chip diskrit menjadi lebih mudah ketika bekerja dengan 'gumpalan' besar yang merupakan FPGA

Dua jenis logika diskrit yang saya lihat masih banyak digunakan:

• Buffer. Jika Anda membutuhkan 60 mA untuk mengendarai jalur bus yang panjang, atau Anda memiliki sinyal masuk dari papan Anda bahwa Anda tidak ingin memberikan kesempatan untuk menggoreng FPGA Anda, Anda masih memerlukan perangkat penyangga terpisah. Buffer juga digunakan sebagai pemindah level antara antarmuka legacy 5 V dan FPGA I / O tegangan rendah.

• Logika kecil. TI, NXP, dll, semua memiliki ini. Mereka pada dasarnya fungsi lama yang sama dengan logika TTL, tetapi biasanya hanya satu atau dua gerbang dalam satu paket. Dan paketnya adalah hal-hal mikroskopis seperti SOT23 atau SC70. Jika Anda hanya memerlukan inverter atau gerbang AND untuk memperbaiki sinyal kontrol (katakanlah untuk urutan catu daya, atau sesuatu seperti itu), Anda tidak ingin menggunakan bagian logika multi-dolar yang dapat diprogram jika ada $ 0,05 atau Gerbang $ .10 tersedia.

Nah, jika Anda sudah memilikinya, tidak ada alasan untuk tidak melakukan laboratorium dan merasakan apa yang mereka lakukan dan bagaimana mereka beroperasi.

Sementara level TTL dasar semakin usang, ada berbagai jalur yang menawarkan gerbang / logika yang sama, tetapi lebih sesuai untuk desain yang lebih modern ... CMOS, kecepatan tinggi, tegangan rendah, dll.

Saya hanya menggunakan sesekali untuk seri 7400, tetapi ketika saya melakukannya, saya senang saya memiliki pemahaman yang baik tentang apa yang seri ini tawarkan.

Pemrograman FPGA adalah pemrograman yang sangat banyak, tetapi perangkat keras target paralel pada tingkat yang kebanyakan programmer tidak dapat membungkus kepala mereka. Selain itu ada komplikasi (pengaturan waktu, pendaftaran sinyal, arah pin I / O, dll, dll) yang tidak memiliki analog dalam dunia pemrograman aplikasi yang murni.

Mempelajari logika 74xx akan membantu Anda karena akan memberi Anda perasaan untuk masalah-masalah seperti mendaftarkan sinyal, seberapa jauh Anda dapat menghilangkan jam, dll. Yang penting adalah untuk tidak mendapatkan SO terpikat pada logika 74xx yang tidak dapat Anda pikirkan - FPGA mampu melakukan hal-hal luar biasa di tangan yang tepat, dan jika yang dapat Anda pikirkan hanyalah meniru 74xx logika di dalamnya, maka Anda membuang-buang potensi mereka.

Banyak proyek akan membutuhkan sejumlah logika diskrit yang terlalu besar untuk secara praktis dibangun dari transistor diskrit, tetapi untuk itu bahkan PLD akan secara besar-besaran berlebihan atau akan menggunakan terlalu banyak arus. Sangat berguna untuk mengetahui stok apa yang ada pada perangkat 74HCxx dll. Yang dapat mengisi peran tersebut. Perhatikan bahwa dalam beberapa kasus mungkin ada bagian yang 'jelas' untuk mengisi peran, tetapi beberapa bagian lain sebenarnya dapat mengisinya dengan lebih baik. Terkadang dimungkinkan untuk menggunakan bagian dengan cara yang tidak terduga untuk memenuhi persyaratan proyek yang unik. Salah satu contoh saya sangat bangga menggunakan 74xx153 atau 74xx253 dengan resistor dan tutup kecil untuk melakukan kedua fungsi berikut (input A, B, dan C; output X dan Y):

X =! A
Y = output C saat! A & B; lain memegang Y

Saya tidak yakin resistor dan tutup (pada umpan balik dari Y) benar-benar diperlukan, tetapi desain menggunakan satu chip logika 74xx untuk mengisi peran yang, pada awal 1980-an, desainer lain akan menggunakan banyak chip.

Era ketika Anda mengisi seluruh kaki persegi ruang PCB dengan logika lem (yaitu chip 74xx "direkatkan" bersamaan) berakhir - kecuali untuk proyek-proyek pendidikan, perkuatan / pembuatan suku cadang untuk papan pengganti yang usang, dan keandalan tinggi yang aneh, tinggi -temperature, space, mil atau aero produk nilai, mungkin.

Selama dua tahun terakhir, saya telah bekerja di papan yang memiliki banyak daya FPGA mahal pada mereka. Berikut adalah beberapa contoh di mana 74xx masih digunakan pada papan ini:

• Driver dan penerima bus atau jalur - beberapa kelompok logika memiliki kemampuan penanganan saat ini yang lebih baik daripada mikrokontroler atau keluaran FPGA, dan beberapa kelompok logika tidak memiliki laju perubahan tegangan yang beracun seperti keluaran FPGA (EMI!). Juga, input FPGA cenderung memiliki spesifikasi yang sangat ketat untuk sinyal dering di luar GND atau rel pasokan. Sebuah chip gerbang tunggal antara jejak yang berasal dari suatu tempat yang jahat dan FPGA Anda dapat menyelamatkan Anda dari kekhawatiran besar.

• Bagian yang terkait dengan keselamatan dari sirkuit - membangun beberapa bagian dari desain Anda dengan redundansi atau sarana untuk memeriksa apakah beberapa hal masih berfungsi seperti yang diinginkan seringkali sulit atau tidak mungkin menggunakan perangkat yang dapat diprogram (mikrokontroler, FPGA, ...) saja. Di sinilah sedikit logika (IC gerbang tunggal) sangat berguna. Kadang-kadang, saya bahkan menggunakan logika yang dibangun dengan dioda, transistor diskrit dan / atau resistor (DTL diskrit, RTL, TTL).

• Level tegangan yang lebih tinggi dari biasanya , kadang-kadang dikombinasikan dengan spesifikasi waktu yang sangat ketat - terutama ketika mendesain sirkuit analog atau daya, kebetulan Anda memerlukan logika di sekitar bagian sirkuit Anda yang beroperasi dengan 10 ... 15 V, atau Anda membutuhkan antarmuka antara beberapa peristiwa di bagian daya dan FPGA. Chip 4000 seri CMOS masih luar biasa karena mereka beroperasi di atas (atau lebih) 15 V. Discrete DTL dapat dirancang untuk menangani penundaan dan tegangan rambat sangat cepat> 3,3 V. Jika Anda memerlukan driver MOSFET yang hanya akan mengaktifkan MOSFET saja jika dua output yang berasal dari "pulau" 3,3 V setuju, gerbang logika AND yang diperlukan dan level shifter ke driver gerbang 0 dan 10 V dapat dicapai menggunakan logika diskrit.

• Biaya dan kepastian- beberapa catu daya industri, bahkan yang sangat baru, masih tidak menggunakan IC regulator flyback khusus atau "solusi" terintegrasi lainnya - dan dirancang di sekitar IC logika tunggal dengan 14 pin. Dalam jumlah besar, IC logika ini sangat murah dan harganya sedikit lebih murah dari beberapa kontroler PWM atau apa pun, dan Anda dapat mengubah sirkuit dengan sangat baik sehingga Anda tahu persis apa yang terjadi. Sayangnya, sangat banyak IC catu daya masih meninggalkan banyak pertanyaan yang belum terjawab di lembar data mereka, dan kebanyakan dari mereka dirancang dengan aplikasi tertentu dalam pikiran. Jika Anda memiliki persyaratan yang sedikit keluar dari arus utama, Anda dengan cepat sampai ke titik di mana banyak dan banyak IC yang tersedia dapat disaring. (Ingin tidak ada batasan pada beban kapasitif pada output? Jauhi apa pun dengan mode cegukan atau karakteristik arus lipat, yaitu

Ringkasnya: Hari ini, Anda mungkin tidak akan membangun apa pun dengan IC 74xx atau 4000 series yang dapat diekspresikan dalam lebih dari satu atau dua baris persamaan logika - tetapi pembantu kecil masih digunakan oleh puluhan ribu di bidang di mana mereka dianggap sebagai "hanya beberapa transistor pada chip" di lingkungan analog atau kekuasaan.

Hari ini, "mempelajari" chip logika bahkan mungkin lebih tentang spesifikasi DC dan AC listrik mereka dibandingkan dengan bagaimana Anda dapat membangun blok logika besar atau seluruh ALU dengan mereka (meskipun yang terakhir tidak akan sakit juga).

Logika diskrit adalah salah satu hal yang harus diketahui semua orang jika mereka mendesain atau men-debug papan elektronik. Seperti yang saya pahami, sangat sedikit orang yang benar-benar menggali desain logika diskrit skala besar. Ada terlalu banyak opsi untuk menempatkan kemampuan yang sama ke dalam satu chip dan beberapa chip dukungan. Ini termasuk mikrokontroler, CPLD, FPGA, ASIC, SoC, PSoC, DSP (prosesor), dan sebagainya. Microchip bahkan memiliki beberapa mikrokontroler dengan beberapa sel logika yang dapat diprogram:

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

Mungkin ada lebih banyak opsi di luar sana. Logika diskrit masih berguna, tetapi tidak perlu belajar bagaimana membangun ALU dari mereka. Saya harus setuju dengan daftar logika diskrit praktis The Photon. Kalau tidak, menurut saya, mikrokontroler dan FPGA adalah yang paling praktis untuk dipelajari.

Mungkin berguna untuk mengetahui apa yang tersedia, seperti kata Tevo. Yang mengatakan, saya tidak benar-benar menghabiskan banyak waktu pada mereka sendiri. Saya, seperti Anda rupanya, membeli pilihan kecil 7400 yang mengharapkan mereka menjadi langkah di sepanjang jalan.

Tidak berhasil seperti itu.

Anda jelas sangat menantikan FPGA. Mungkin lebih penting untuk mempertahankan minat Anda dan melakukan hal-hal yang Anda anggap menyenangkan daripada mengikuti jalur yang dirasakan. Lagi pula ... jika pada akhirnya terasa terlalu sibuk, Anda mungkin sedikit lelah dan tidak kembali untuk sementara waktu.

Perhatikan 7400 bagian yang Anda miliki. Apakah Anda pikir Anda memiliki pegangan yang baik tentang apa yang mereka lakukan?

Saya percaya Anda harus setidaknya memahami gerbang logika dan sandal jepit sebelum melompat ke FPGA. Jika Anda punya itu, lakukanlah.