2019年11月13日 | 德州仪器为降低噪声和系统功耗推出新一代逻辑单元

2019-11-13 来源：EEWORLD

电气噪声可能是设计师最不想碰到的噩梦，从而会导致系统异常运行，甚至导致难以跟踪的故障。在传统的CMOS逻辑中，噪声会导致信号振荡，从而导致更高的电流消耗甚至产生信号错误。这些错误最终会导致系统故障，严重时可能需要更改设计。

许多设计工程师通过使用外部基于输入的施密特触发器输入逻辑缓冲器来消除信号噪声，施密特触发器通过使用两个阈值进行信号转换来消除振荡，从而消除了缓慢且嘈杂的信号沿，并防止了噪声沿信号链传播并导致信号错误。最终结果是更好的系统鲁棒性和性能，图1显示了施密特触发器的框架。

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图1：施密特触发器输入的好处

设计人员逻辑器件以避免噪音干扰，TI的HCS逻辑系列使用最新的300毫米晶圆工艺，支持从工业，汽车到个人电子产品等各种市场的解决方案。HCS逻辑系列为下一代系统提供了构建逻辑块，具有出色的鲁棒性，电源效率和性能。

HCMOS多栅极逻辑功能已被电子行业使用了数十年，HCS系列是HC逻辑系列的更新。HCS逻辑使多门逻辑功能现代化，以满足当今系统设计人员的需求。每个HCS逻辑部件（编号为SN74HCSxx）都与现有HC逻辑部件引脚兼容，无需更新设计或更改开发工具。

今天，汽车和工业等市场的噪声敏感，低功耗和坚固耐用的应用选择逻辑系列非常复杂。如今，设计工程师必须集成一组不同的组件才能创建一个平衡功耗，性能，可靠性和成本的系统。

HCS系列解决了噪声和/或功耗问题，并在每个数据输入上集成了施密特触发器功能，简化了逻辑器件的选择和产品设计。施密特触发器输入功能直接使广泛的应用受益，诸如高级驾驶员辅助系统和工厂过程控制器之类的应用等。集成的施密特触发器有助于提高系统的抗噪能力和无干扰操作，无需外部信号调理；参见图2。HCS系列在设计时就考虑了汽车应用，并且是第一个推出完整系列的商用和汽车级零件的TI逻辑系列。

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图2：比较传统的HC逻辑实现与HCS逻辑

专为提高效率和坚固性而打造

HCS系列不仅通过消除对外部信号缓冲的需求来提高效率，而且还通过直接降低系统逻辑实现的功耗要求来提高效率。HCS部件的静态电流（IQ）仅为2μA，相比之下HC逻辑电路的静态电流（IQ）为20μA。2V至6V HCS系列中的每个器件比同等的HC逻辑功能消耗的功率少95％，这使得HCS逻辑器件更适合于电池供电的设计。

HCS系列还使延迟最小化，传输延迟减少了40％，而电流驱动比HC等效器件提高了50％，这意味着设计人员不必为了获得低功耗而牺牲系统性能。

可靠的支持和以设计为中心的开发

选择逻辑系列不仅仅只是选择一堆器件，为了帮助您快速掌握HCS逻辑功能，TI提供了应用笔记，培训材料和技术文章。此外，HCS系列还拥有专用的TI逻辑应用程序支持，可帮助您减少设计周期，满足设计预算并为最终产品找到更容易的上市途径。

HCS逻辑功能是HC逻辑功能的直接替代产品，将以常见的封装类型（小尺寸和薄型收缩小尺寸封装）提供，从而消除了将HCS器件引入设计的任何学习过程。

结论

新的HCS系列融合了设计人员要求的许多特性和功能，例如获得汽车电子委员会AEC-Q100认证，功耗大大降低，噪声容忍度和信号性能稳定，同时又保持了向后兼容性。

德州仪器

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