ГОСТ 29109-91 (МЭК 748-4-87)

ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Часть 4

ИНТЕРФЕЙСНЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

Издание официальное

ИIIК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

ПРЕДИСЛОВИЕ

1.    Официальные решения или соглашения МЭК по техническим вопросам, подготовленные техническими комитетами, в которых представлены все заинтересованные национальные комитеты, выражают с возможной точностью международную согласованную точку зрения по рассматриваемым вопросам.

2.    Эти решения представляют собой рекомендации для международного пользования и в этом виде принимаются национальными комитетами.

3.    В целях содействия международной унификации МЭК выражает пожелание, чтобы все национальные комитеты приняли настоящий стандарт в качестве своего национального стандарта, насколько это позволяют условия каждой страны. Любое расхождение со стандартом МЭК должно быть по возможности четко указано в соответствующих национальных стандартах.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий стандарт подготовлен Техническим комитетом МЭК № 47 «Полупроводниковые приборы».

Публикация МЭК 748-4 представляет собой четверту ю часть общего стандарта на интегратьные схемы (Публикация МЭК 748).

В дополнение к общим Публикациям МЭК 747-1 и МЭК 748-1 в настоящем стандарте содержатся сведения по интерфейсным интегратьным схемам.

На совещании в Лондоне в сентябре 1982 г. Технический комитет №47 одобрил переиздание Публикаций МЭК 147 и МЭК 148 на основе нового принципа в зависимости от вида рассматриваемого прибора. Поскольку все части, составляющие настоящую публикацию, были ранее утверждены для издания согласно Правилу шести или двух месяцев, новое голосование было признано нецелесообразным.

Сведения по интегральным схемам, содержащиеся в Публикациях МЭК 147 и МЭК 148, включены в Публикации МЭК 747-1 и МЭК 748.

Сведения о механических и климатических испытаниях включены в Публикацию МЭК 749.

Соответствие данного стандарта современному уровню техники будет обеспечиваться путем пересмотра и дополнения его по мере дальнейшей работы Технического комитета № 47 с учетом последних достижений в области интегральных схем.

Настоящий стандарт полностью аннулирует содержание Публикации МЭК 147-1Н.

ТАБЛИЦА соответствия НОВЫХ И ПРЕЖНИХ ПУНКТОВ

Номер нового пункта Номер прежнего пункта Документ нлн публикации Глава II 1.1-1.6 47 (ЦБ) 798 1.1.1—1.1.6 2.1—2.7 47 (ЦБ) 798 1.2.1.1-1.2.1.7 4 47 (ЦБ) 880 1.2.1.8 2.8-2.14 47 (ЦБ) 798 1.2.1.9-1.2.1.15 3.1 47 (ЦБ) 798 1.2.2.1 3.2 47 (ЦБ) 798 1.2.2.2 3.5 47 (ЦБ) 798 1.2.2.3 3.6 47 (ЦБ) 798 1.2.2.4 3.3 47 (ЦБ) 798 1.2.2.5 3.4 47 (ЦБ) 798 1.2.2.6 4.1 47 (ЦБ) 798 1.2.3.1 4.2 47 (ЦБ) 798 1.2.3.2 1-3 47 (ЦБ) 880 1.2.3.3—1.2.3.5 1.1-4.3 47 (ЦБ) 976 2.1.1—2.4.3 — 47 (ЦБ) 798. 880. 976 Глава III Раздел 1 1 Общие положении 147-1Н. X. первый 2-8 1-7 147—1 Н. X. первый Раздел II 1-4.2.11 1-4.2.11 47А (ЦБ) 127 4.2.12 1.2 47А (ЦБ) 144 4.3.1-4.3.10 4.3.1-4.3.10 47А (ЦБ) 127 4.4 2 47А (ЦБ) 144 4.5 4.4 47А (ЦБ) 127 5 и 6 5 и 6 47А (ЦБ) 127 Глава IV Раздел 1 1-3 Новые — Раздел II 1-3 1-3 47А (ЦБ) 95 Раздел III На рассмотрении

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Приборы полупроводниковые

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ

Часть 4 Интерфейсные интегральные схемы

Semiconductor devices. Integrated circuits. Part 4. Interface integrated circuits

МКС 31.200 ОКП (ОКСТУ) 6230

Дата ввеления 01.07.92

ГЛАВА I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.    Введение

Пользоваться настоящим государственным стандартом следует, как правило, совместно с МЭК 747-Г и ГОСТ 29106, в которых приведены:

терминология;

буквенные обозначения;

основные предельно допустимые значения параметров и характеристики;

методы измерений.

Порядок следования глав данного стандарта соответствует требованиям МЭК 747-1, гл. Ill, п. 2.1.

2.    Область применения

Данный государственный стандарт применяется для разработки технических условий на интегральные микросхемы, в том числе подлежащие сертификации.

В настоящем стандарте приведены требования для следующих классов н подклассов интерфейсных интегральных схем.

Класс I:

подкласс А — линейные схемы (передатчики и приемники);

подкласс В — усилюсли считывания:

подкласс С — периферийные формирователи (включая формирователи ЗУ) и схемы сдвига уровня;

подкласс D— компараторы напряжения.

Класс II — линейные и нелинейные аналога-цифровые и цифроаналоговые преобразователи.

ГЛАВА 11. ТЕРМИНОЛОГИЯ И БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

I. Термины для класса I (линейные схемы, усилители считывания, периферийные формирователи (включая формирователи ЗУ) и схемы сдвига уровня, компараторы напряжения)

1.1.    Общие термины

1.1.1.    Линейный передатчик — интегральная схема, работающая в качестве передатчика, который соединен с приемником посредством линии передачи или другого подобного электрического соединения. Передатчик работает при подаче на несимметричный вход цифрового сигнала напря-

• До прямого применения стандарта МЭК в качестве государственного стандарта рассылку данного стандарта МЭК на русском языке осуществляет ВНИИ «Элсктронстандарт».

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

© Издательство стандартов. 1992 © И ПК Издательство стандартов. 2004

С. 2 ГОСТ 29109-91

женин и обеспечивает на выходе либо несимметричные, либо дифференциальные сигналы напряжения или тока.

Передатчик может также иметь устройство стробирования.

1.1.2.    Линейный приемник — интегральная схема, работающая в качестве приемника, который соединен с передатчиком посредством линии передачи или другого подобного электрического соединения. Приемник принимает на входе несимметричные или дифференциальные сигналы напряжения или тока и обеспечивает на выходе цифровой сигнал напряжения.

Приемник может также иметь устройство стробировании.

1.1.3.    Усилитель считывания — интегральная схема, которая реагирует на сигнал в пределах заданного диапазона входного напряжения («окно») и обеспечивает на выходе цифровой сигнал напряжения.

Такая схема обычно имеет дифференциальный вход и несимметричный выход. Усилители считывании могут иметь вход(ы), прслназиачеииый(с) для регулировании диапазона входного напряжения.

Усилитель считывания может также иметь устройство стробирования.

1.1.4.    Периферийный формирователь (включая формирователь ЗУ) — интегральная схема, которая реагирует на входной цифровой сигнал напряжения и дает на выходе цифровой сигнал напряжения или тока. Уровни входа и выхода могут быть несовместимы. Такая схема может иметь один или несколько выходов.

Схема может иметь также управляющее устройство.

1.1.5.    Схема c.uuira уровня — интегральная схема, которая реагирует на входной цифровой сигнал напряжения и дает на выходе цифровой сигнал напряжения или тока. Уровни входа и выхода несовместимы.

Такая схема может также иметь управляющее устройство.

1.1.6.    Компаратор напряжения — интегральная схема, которая реагирует на дифференциальный входной сигнат напряжения. Схема дает на выходе цифровой сигнат (обычно напряжения) и может иметь устройство стробирования

1.2. Термины, относящиеся к предельно допустимым значениям параметров и характеристикам

1.2.1.    Термины, относящиеся к входным характеристикам

1.2.1.1.    Входное полное сопротивление (Z,) (ГОСТ 29108, гл. II. п. 2.1). Линейные усилители (термин 2.1.10):

а)    несимметричного входа (Z^) — между каждым входом и электрической контрольной точкой:

б)    дифференциальное CZ_I(I) — между двумя входами:

с) синфазное (Z_ic) — между двумя паратлельными входами и электрической контрольной точкой.

1.2.1.2.    Входное напряжение высокого уровня (У_/н) — входное напряжение в пределах наиболее положительного (наименее отрицательного) из двух диапазонов значений, используемых для представления двоичной переменной.

1.2.1.3.    Входное напряжение низкого уровня (Уц) — входное напряжение в пределах наименее положительного (наиболее отрицательного) из двух диапазонов значений, используемых для представления двоичной переменной.

1.2.1.4.    Входной ток высокого уровня (////) — ток на выводе входа, на который подано напряжение высокого уровня.

1.2.1.5.    Входной ток низкого уровня (1ц) — ток на выводе входа, на который подано напряжение низкого уровня.

1.2.1.6.    Входное напряжение смещения нудя (У_Я)) — напряжение постоянного тока, которое необходимо приложить между выводами дифференциального входа для того, чтобы выходное напряжение постоянного тока достигло заданного значения.

Примечание. Данный термин нс применяют для схем, переходные характеристики которых имеют гистерезис.

1.2.1.7.    Входной ток смещения нуля (1_Я)) — разность значений постоянного тока на двух выводах дифференциального входа, при котором выходное напряжение постоянного тока достигает заданного значения.

Примечание. Данный термин нс применяют для схем, переходные характеристики которых имеют гистерезис.

ГОСТ 29109-91 С. 3

1.2.1.8.    Лиана юн дифференциальных входных напряжений (V_/D) — диапазон дифференциальных входных напряжений, в пределах которого прибор функционирует в соответствии с требованиями технических условий.

1.2.1.9.    Пороговое (дифференциальное входное) напряжение — ( У/pj) — значение дифференциального входного напряжения постоянного тока, при котором выходная цифровая переменная схемы (например, напряжение, ток) достигает высокого уровня при переходе от низкого уровня или наоборот.

Примечание. Значения для двух направлений перехода обычно рахличны.

1.2.1.10.    Средний ток смещения (интерфейсной схемы) (1_1В) — среднее арифметическое токов на заданных дифференциальных входах, когда прибор находится в состоянии покоя.

1.2.1.11.    Синфазноевходное*напряжение(У,_с) (ГОСТ 29108, гл. II. п. 2.1.30] - среднее значение двух входных напряжений.

1.2.1.12.    Пусковое синфащос входное напряжение (У/ст) ~ значение синфазного входного напряжения, при котором изменяется состояние на выходе при постоянном дифференциальном входном напряжении.

1.2.1.13.    Коэффициент ослабления синфазного напряжения (A'cmr) (ГОСТ 29108, гл. II. п. 2.1.3] — отношение усиления дифференциального напряжения к усилению синфазного напряжения в тех же заданных условиях.

Примечание. Для обозначения данной величины используют сокращения CV1R и CMRR.

1.2.1.14.    Входное (выходное) напряжение блокировки (У/к- Год-) — входное (выходное) напряжение в диапазоне относительно низкого дифференциального сопротивления, которое используется для ограничения размаха входного (выходного) напряжения.

1.2.1.15.    Коэффициент ослабления напряжения питания (А_лгя> (ГОСТ 29108, гл. II, п. 2.1.25] — абсолютное значение отношения изменения напряжения питания к возникающему в результате этого изменению входного напряжения смешения нуля, причем все остальные напряжения питания не изменяются.

1.2.2. Термины, относящиеся к выходным характеристикам

1.2.2.1.    Выходное напряжение высокого уровня (Г_0//) — напряжение на выходе, которое при заданных условиях на входе должно устанавливать на выходе состояние высокого уровня.

1.2.2.2.    Выходное напряжение низкого уровня (Г₀д) — напряжение на выходе, которое при заданных условиях на входе должно устанавливать на выходе состояние низкого уровня.

1.2.2.3.    Выходной ток высокого уровня (/_ow) — ток на выходе, который при заданных условиях на входе должен устанавливать на выходе состояние высокого уровня.

1.2.2.4.    Выходной ток низкого уровня Uqi) — ток на выходе, который при заданных условиях на входе должен устанавливать на выходе состояние низкого уровня.

1.2.2.5.    Выходной ток короткого замыкания (/_ov) — ток на выходе, когда этот выход замкнут на землю (или другой заданный потенциал).

Примечание. Обычно на выхолс залают условия, которые устанавливают наибольшую разность потенциалов между выводом выхода и землей (или другим заданным выводом).

1.2.2.6.    Выходной ток в выключенном состоянии (состоянии высокого полного сопротивления) (AXaff), Аз-) — ^т°к на выходе при таких условиях на входе, которые устанавливают на выходе выключенное состояние (состояние высокого полного сопротивления).

Примечание. Обычно на входе такие условия, которые устанавливают на выходе потенциал, наиболее отличающийся от потенциала, подаваемого на выход (если выход это позволяет).

1.2.3. Термины, относящиеся к переходным характеристикам

1.2.3.1.    Коэффициент усиления дифференциальною напряжения (Аур. A_Vll) (ГОСТ 29108, гл. II. п. 2.1]. Линейные усилители (термин 2.1.1) — отношение изменения величины выходного напряжения к изменению величины дифференциального входного напряжения в заданных условиях.

1.2.3.2.    Времена переходного процесса

а) для приборов с аналоговым входом и цифровым выходом (ГОСТ 29108, гл. II. пп. 22.1.16—

2.1.20].

al) Время задержки (t_d) интервал между ступенчатым изменением уровня входного сигнала и моментом, когда величина выходного сигнала достигает заданного значения, близкого к его первоначальному значению.

а2) Время фронта (время нарас1ания. время спала) г) — интервал между окончанием задержки и моментом, когда величина выходного сигнала впервые достигает заданного значения, близкого к его конечному значению при ступенчатом изменении уровня входного сигната.

аЗ) Время успокоения (t_rip) — интервал между окончанием фронта и моментом, когда величина выходного сигнала в последний раз достигает диапазона заданных уровнен, включающего в себя окончательный уровень выходного сигнала, при ступенчатом изменении уровня входного сигната. а4) Общее время установления (t_M) — включает в себя время задержки, фронта и успокоения.

Примечание к пп. а!. а2. а4. Обычно заданный уровень в конце задержки (начато фронта) составляет 10 %, а в конце фронта (начало успокоения) — 90 % амплитуды входного сигната. Разность между установившимися перноначатьным и конечным значениями выходного сигната соответствует 100 %.

Времена переходимо процесса

Вход

о    t

Выброс

Рис. I

Ь) Для приборовс цифровым входом, цифровым выходом (ГОСТ 29107. гл. II. пп. 1.4.7 и I.4.8J.

Ы) Время задержки переключения схем из сосюямия высокого уровня в состояние низкого уровня (из состояния низкого уровня в состояние высокою уровня)    ipi    ц) — интервал между заданными

контрольными точками на характеристиках входного и выходного импульсов при установлении на выходе состояния низкого (высокого) уровня и использовании определенных типовых устройств в качестве цепей управления и нагрузки.

Примечания:

1.    В некоторых случаях цепи управлении и нагрузки могут быть заменены с целью испытания эквивалентными схемами, которые должны быть оговорены.

2.    В качестве заданного контрольного уровня обычно берут среднее значение между верхним пределом диапазона значений низкого уровня на входе н нижним пределом диапазона значений высокого уровня на входе.

ГОСТ 29109-91 С. 5

Ь2) Время перехода схемы из состояния высокого >ровня в состояние ниткою уровня (из состояния низкого уровня в состояние высокого уровня) (t_THL, r_TLH) — интервал между заданными контрольными точками по фронту выходного импульса при установлении на выходе состояния низкого (высокого) уровня и при подаче заданного выходного сигнала через определенную цепь и подключен ни к выходу другой заданной цепи нагрузки.

1.2.3.3.    Время задержки переключения сигнала стробирования — время задержки переключения, измеренное между заданной точкой на графике строб-импульса или другого подобного входного управляющего импульса и заданной точкой на графике выходного импульса.

Примечание. Если данный параметр измеряют, то он включает в себя время успокоения.

1.2.3.4.    Время восстановления при перегрузке на дифференциальном входе (4^см. примечание к п. 2.1.6) — время, необходимое для восстановления состояния прибора после окончания заданного днффсрснинатьного входного сигнала перегрузки, с тем чтобы прибор мог вновь реагировать на входные дифференциальные напряжения в соответствии с техническими условиями.

1.2.3.5.    Время восстановления при перегрузке иа синфазном входе (/^см. примечание к п. 2.1.6) — время, необходимое для восстановления состояния прибора после окончания заданного синфазного входного сигнала перегрузки, с тем чтобы прибор мог вновь реагировать на входные дифференциальные напряжения в соответствии с техническими условиями.

2. Термины дм класса II (линейные и нелинейные аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи)

2.1.    Общие термины

2.1.1.    Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — преобразователь, который все аналоговые входные величины в пределах общего заданного входного диапазона представляет иа выходе единственным образом в виде конечного числа цифровых выходных кодов, каждый ггз которых соответствует только одной небольшой части общего диапазона аналоговой входной величины (см. рис. 2а).

П р и м с ч а гг и с. Эта процедура квантования вносит в соотношение присущие ей погрешности величиной ViLSB (LSB— наименее значащий бит), так как в пределах указанного частичного диапазона только одна аналоговая (входная) величина может быть представлена единственным цифровым выходным кодом без ошибки.

2.1.2.    Аналого-цифровой процессор — интегральная схема, представляющая собой аналоговую часть АЦП.

Для осуществления функций аналого-цифрового преобразователя необходимо обеспечить внешнюю синхронизацию, выполнение счета и арифметических операций.

2.1.3.    Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) — преобразователь (ЦАП) — преобразователь, представляющий конечное число различных цифровых входных кодов соответствующим числом дискретных аналоговых величин (см. рис. 2Ь).

2.1.4.    Закон преобразования (АЦП или ЦАП) — набор взаимно однозначных соотношений между частями общего диапазона аналоговой входной величины гг цифровыми выходными кодами для АЦП; набор взаимно однозначных соотношений между цифровыми входными кодами гг аналоговыми выходными величинами для ЦАП (см. рис. 2а и 2Ь).

2.1.5.    Ступень (аналого-цифрового или цифроаналогового преобразования)

В законе преобразования — любое отдельное соотношение.

Па характеристике преобразования — любая часть характеристики, отражающая отдельное соотношение.

Для АЦП ступень представляет собой частичный диапазон аналоговой входной величины гг соответствующий цифровой выходной код (см. рис. 2а).

Для ЦАП ступень представляет собой цифровой входной код и соответствующую дискретную аналоговую выходную величину (см. рис. 2Ь).

2.1.6.    Уровень квантования (для АЦП) — значение аналоговой величины для середины ступени, исключая ступени, находящиеся на границах общего диапазона аналоговой величины.

Примечание. Значение уровни квантования для граничных ступеней определяют как значение аналоговой величины, полученное путем уменьшения или увеличения (в зависимости от той или иной границы) гга половину номинального значении кванта уровня межкодового перехода к смежной ступени (см. рис. 2а гг п. 2.1.10).

ГОСТ 29109-91 С. 7

2.1.10.    Квант (АЦП)¹ — абсолютное знамение разности между двумя границами диапазона аналоговой величины, соответствующего какой-либо ступени (см. рис. 2а).

2.1.11.    Квант (ЦАП)² — абсолютное значение разности между уровнями двух смежных ступеней на характеристике преобразования (см. рис. 2Ь).

2.1.12.    Линейный АЦП — АЦП. имеющий в идеальном приближении одинаковые кванты, за исключением границ общего диапазона аналоговой входной величины.

Примечание. В идеальном приближении квант на кажлой границе составляет половину кванта на любой яругой ступени (см. рис. 2а).

2.1.13.    Линейный ЦАП — ЦАП, имеющий в идеальном приближении кванты (см. рис. 2Ь).

2.1.14.    Умножающий ЦАП — ЦАП, имеющий не менее двух входов, по крайней мере один из которых является цифровым и аналоговая выходная величина которого пропорциональна произведению входных величин.

2.1.15.    Нелинейный АЦП или ЦАП — АЦП или ЦАП, имеющий заданную нелинейную функциональную зависимость между номинальными уровнями квантования или номинальными уровнями ступени соответственно и соответствующим квантом АЦП или ЦАП.

Примечание. Зависимость может быть непрерывной нелинейной или кусочно-линейной.

2.1.16.    Компаатирующий ЦАП — ЦАП. характеристика преобразовании которого подчиняется закону сжатия или расширения.

П р и м с ч а н и с. Соответствующий АЦП обычно состоит из такого компандирующего ЦАП и дополнительных внешних цепей.

2.1.17.    Идеальная прямая (линейного АЦП или ЦАП) — прямая на характеристике преобразования. проходящая через заданные точки, соответствующие наиболее положительным (наименее отрицательным) и наиболее отрицательным (наименее положительным) номинальным уровням квантования или номинальным уровням ступени соответственно (см. рис. 2 и 3).

Примечание. Идеальная прямая проходит через все точки, соответствующие номинальным уровням квантования или номинальным уровням ступени соответственно.

2.1.18.    Диапазон преобразовании (линейных АЦП или ЦАП) (см. рис. 3).

2.1.18.1. (Практический) диапазон преобразования (УhsR (VFSRtprу hsRjpr)) ~ общим диапазон аналоговой величины, соответствующий идеальной прямой.

Примечания: I. Прилагательное «практический», имеющее ограничительное значение, в атом термине почти всегда может быть опущено при условии, что в очень редких случаях термин п. 2.1.18.2 (теоретический диапазон преобразования) нс будет сокращен подобным образом. При таком сокращении можно использовать более короткие буквенные обозначения или сокращения (см. примечание 2).

2.    Вместо буквенных обозначений обычно используют сокращения FSR. FSR (рг).

3.    (Практический) диапазон преобразования имеет только номинальное значение, поскольку он определяется конечными точками идеальной прямой.

П р и м е р. В формате прямого двоичного кода из //-бит:

—    для АЦП

FSR - (2^я—I) х (номинальное значение кванта АЦП);

—    для ЦАП

FSR - (2^я—I) х (номинальное значение кванта ЦАП).

2.1.18.2.    Теоретический диапазон преобразования³

Общий диапазон аналоговых величин, который теоретически может быть закодирован с постоянной точностью общим числом ступеней.

П р и м с ч а н и с. Вместо буквенных обозначений можно использовать сокращение FSR_r>oeil.

1

Русскому термину «квант (АЦП)» соответствуют английский «Step width» и французский «Latgcurdupas¹ (ширина ступени) термины.

2

Русскому термину «квант (ЦАП)» соответствуют английский «Step height» и французский «Hauteur du pas¹ (высота ступени) термины.

3

В английском и францу зском текстах употребляют соответственно термины «Nominal full-scale range¹ и «Plage nominate dc plcinc cchcllc¹.