Família lògica

En enginyeria informàtica, una família lògica és un dels dos conceptes relacionats: ^[1]

• Una família lògica de dispositius de circuits integrats digitals monolítics és un grup de portes lògiques electròniques construïdes utilitzant un dels diferents dissenys, normalment amb nivells lògics compatibles i característiques d'alimentació dins d'una família. Moltes famílies lògiques es van produir com a components individuals, cadascuna conté una o unes quantes funcions lògiques bàsiques relacionades, que es podien utilitzar com a "blocs de construcció" per crear sistemes o com a "cola" per interconnectar circuits integrats més complexos.
• Una família lògica també pot ser un conjunt de tècniques utilitzades per implementar la lògica dins de circuits integrats VLSI, com ara processadors centrals, memòries o altres funcions complexes. Algunes d'aquestes famílies lògiques utilitzen tècniques estàtiques per minimitzar la complexitat del disseny. Altres famílies lògiques d'aquest tipus, com la lògica del domino, utilitzen tècniques dinàmiques de cronometratge per minimitzar la mida, el consum d'energia i el retard.

Abans de l'ús generalitzat dels circuits integrats, s'utilitzaven diversos sistemes lògics d'estat sòlid i de tubs de buit, però mai van ser tan estandarditzats i interoperables com els dispositius de circuit integrat. La família lògica més comuna en els dispositius semiconductors moderns és la lògica d'òxid metàl·lic-semiconductor (MOS), a causa del baix consum d'energia, les mides de transistors petites i l'alta densitat de transistors.^[2]

Tecnologies

La llista de famílies lògiques de blocs de construcció empaquetats es pot dividir en categories, enumerades aquí en ordre aproximadament cronològic d'introducció, juntament amb les seves abreviatures habituals: ^[3]

• Lògica resistència-transistor (RTL)
  • Lògica de transistors d'acoblament directe (DCTL)
  • Lògica de transistors unipolars acoblats directament (DCUTL)
  • Lògica resistor-condensador-transistor (RCTL)
• Lògica acoblada a emissor (ECL)
  • Lògica acoblada a emissor positiu (PECL)
  • PECL de baixa tensió (LVPECL)
  • Micrològic de transistors complementaris (CTuL)
• Lògica díode-transistor (DTL)
  • Lògica de díodes transistors complementats (CTDL)
  • Lògica de llindar alt (HTL)
• Lògica transistor-transistor (TTL)
• Lògica MOS (metall-òxid-semiconductor).
  • Lògica MOS de tipus P (PMOS).
  • Lògica MOS de tipus N (NMOS).
    • Lògica NMOS de càrrega d'esgotament
    • NMOS d'alta densitat (HMOS)
  • Lògica MOS complementària (CMOS).
  • Lògica MOS bipolar (BiMOS).
    • CMOS bipolar (BiCMOS)
• Lògica d'injecció integrada (I²L)
• Lògica del transceptor Gunning (GTL)

Comparació de famílies lògiques de circuits integrats monolítics

Les següents famílies lògiques s'haurien utilitzat per construir sistemes a partir de blocs funcionals com ara xancletes, comptadors i portes, o bé s'utilitzarien com a lògica "pegament" per interconnectar dispositius d'integració a gran escala com ara memòria i processadors. . No es mostren algunes de les primeres famílies lògiques obscures de principis dels anys 60, com ara DCTL (lògica de transistors acoblats directes), que no es va fer àmpliament disponible.^[4]

Família	Descripció	Retard de propagació (ns)	Velocitat (MHz)	Consum per porta@1 MHz (mW)	Voltatge típic V (range)	Any de sortida
RTL	Resistor–transistor logic	500	4	10	3.3	1963
DTL	Diode–transistor logic	25		10	5	1962
PMOS	MEM 1000	300	1	9	-27 and -13	1967
CMOS	AC/ACT	3	125	0.5	3.3 or 5 (2-6 or 4.5-5.5)	1985
CMOS	HC/HCT	9	50	0.5	5 (2-6 or 4.5-5.5)	1982
CMOS	4000B/74C	30	5	1.2	10V (3-18)	1970
TTL	Original series	10	25	10	5 (4.75-5.25)	1964
TTL	L	33	3	1	5 (4.75-5.25)	1964
TTL	H	6	43	22	5 (4.75-5.25)	1964
TTL	S	3	100	19	5 (4.75-5.25)	1969
TTL	LS	10	40	2	5 (4.75-5.25)	1976
TTL	ALS	4	50	1.3	5 (4.5-5.5)	1976
TTL	F	3.5	100	5.4	5 (4.75-5.25)	1979
TTL	AS	2	105	8	5 (4.5-5.5)	1980
TTL	G	1.5	1125 (1.125 GHz)		1.65 - 3.6	2004
ECL	ECL III	1	500	60	-5.2(-5.19 - -5.21)	1968
ECL	MECL I	8		31	-5.2	1962
ECL	ECL 10K	2	125	25	-5.2(-5.19 - -5.21)	1971
ECL	ECL 100K	0.75	350	40	-4.5(-4.2 - -5.2)	1981
ECL	ECL 100KH	1	250	25	-5.2(-4.9 - -5.5)	1981

Referències

1. «Logic Family - an overview | ScienceDirect Topics» (en anglès). https://www.sciencedirect.com.+[Consulta: 15 juliol 2023].
2. «Digital Logic Families» (en anglès). https://www.classe.cornell.edu.+[Consulta: 15 juliol 2023].
3. «Digital Logic Families || Electronics Tutorial» (en anglès). https://www.electronics-tutorial.net/.+[Consulta: 15 juliol 2023].
4. «Logic Families Significance and Types of Logic Families» (en anglès). https://www.electrical4u.com.+[Consulta: 15 juliol 2023].