Emitorově vázaná logika ( ECL, ECL ) je způsob, jak budovat logické prvky založené na diferenciálních tranzistorových stupních . ESL je nejrychlejší ze všech typů logiky postavené na bipolárních tranzistorech . To je způsobeno skutečností, že tranzistory v ESL pracují v lineárním režimu, aniž by přešly do saturace, z níž je výstup pomalý. Nízké hodnoty logických rozdílů v ESL logice pomáhají snížit dopad na výkon parazitních kapacit [1] .
Hlavním detailem ESL logiky je obvod pro porovnávání potenciálu sestavený nikoli na diodách (jako v DTL ), ale na tranzistorech. Obvod se skládá z tranzistorů spojených emitory a připojených k pouzdru (nebo napájení) přes odpor . V tomto případě tranzistor, ve kterém je napětí báze vyšší, prochází hlavní proud sám sebou. Typicky je jeden tranzistor ve srovnávacím obvodu připojen k referenční úrovni rovné logickému prahovému napětí a zbývající tranzistory jsou vstupy. Výstupní obvody srovnávacího obvodu jsou přivedeny k zesilovacím tranzistorům az nich k výstupním emitorovým sledovačům .
Charakteristickým rysem ESL je zvýšená rychlost (150 MHz již v prvních vzorcích v 60. letech a 0,5 ... 2 GHz v letech 1970-80) a spotřeba energie ve srovnání s TTL a CMOS (při nízkých frekvencích, při vysokých frekvencích - přibližně rovná), nízká odolnost proti rušení, nízký stupeň integrace (omezený zejména vysokou spotřebou energie každého prvku, která neumožňuje umístit mnoho prvků do jednoho pouzdra, protože to vede k přehřívání) a v důsledku toho vysoká cena.
ESL vynalezl v srpnu 1956 inženýr IBM Hannon S. Yourke [ 3 ] [ 4] . Původně se nazývala „logika řízená proudem“ a používala se v počítačích Stretch , IBM 7090 a IBM 7094 [2] . Byl také použit název schéma aktuálního režimu [5] .
Yorkův proudový spínač byl diferenciální zesilovač , ve kterém se vstupní logické úrovně signálů lišily od výstupních [5] . V obvodu York byl rozdíl v referenčních úrovních napětí 3 volty. V tomto ohledu byly použity dvě komplementární verze logických prvků: NPN a PNP. Výstup verze NPN může řídit vstupy verze PNP a naopak. Nevýhodou obvodu bylo použití přídavných zdrojů napětí a použití tranzistorů PNP i NPN [2] .
Později byla namísto střídání verzí hradel NPN a PNP navržena metoda využívající zenerových diod a rezistorů k posunutí výstupních logických úrovní na hodnoty vstupních logických úrovní [5] . V počítači BESM-6 byl za stejným účelem do proudového spínače zaveden sekundární zdroj energie na bázi transformátoru a celovlnného usměrňovače se středem, nazývaný „závěsný zdroj energie“ [6] .
S příchodem digitálních integrovaných obvodů logiky ESL se pro posun výstupních logických úrovní začal používat emitorový sledovač, který také poskytuje zvýšení faktoru větvení.
První řada logických čipů ECL, MECL I, byla představena společností Motorola v roce 1962 [7] . Motorola vyvinula vylepšenou řadu MECL II v roce 1966 a MECL III v roce 1968. MECL III měl zpoždění šíření signálu 1 nanosekundu a spínací frekvenci až 500 MHz. V roce 1971 byla vydána řada 10000 se sníženou spotřebou energie a rychlostí [7] .
Vysoká spotřeba ESL omezovala jeho použití pouze v okruzích, kde byla důležitá maximální rychlost. ESL bylo použito v sálových počítačích IBM řady IBM System/390 [8] , superpočítači Cray-1 [9] , první generaci sálových počítačů Amdahl , počítačích EU řady 2 a počítačích Elbrus-2 .
Řada mikroobvodů domácí výroby:
| Logické čipy | |
|---|---|