ГОСТ 2.743-91

ГОСТ 2.743-91 — это межгосударственный стандарт, входящий в Единую систему конструкторской документации (ЕСКД), который устанавливает условные графические обозначения (УГО) элементов цифровой техники в электрических схемах. Стандарт действует на территории Российской Федерации, стран СНГ и ряда других государств, принявших его в качестве национального.

История и статус

ГОСТ 2.743-91 был введён в действие 1 января 1992 года, заменив предыдущий стандарт ГОСТ 2.743-82. Разработка стандарта была обусловлена необходимостью унификации обозначений для быстро развивающейся цифровой электроники, включая микропроцессоры, запоминающие устройства и программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Стандарт гармонизирован с международными требованиями, в частности с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК), что обеспечивает взаимопонимание между разработчиками разных стран. На сегодняшний день ГОСТ 2.743-91 является действующим, хотя в практику постепенно внедряются более современные стандарты, такие как ГОСТ Р МЭК 60617 (серия), которые частично дублируют и дополняют его.

Область применения

Стандарт распространяется на электрические схемы изделий всех отраслей промышленности, выполняемые вручную или автоматизированным способом. Он регламентирует изображения элементов цифровой техники, работающих в двоичной системе счисления (логические элементы, триггеры, регистры, счётчики, дешифраторы, мультиплексоры, сумматоры, запоминающие устройства и т. д.). Действие стандарта не распространяется на обозначения аналоговых элементов, элементов аналого-цифровых преобразователей (для них существует отдельный ГОСТ 2.759-82) и на элементы, не относящиеся к цифровой обработке сигналов.

Основные принципы построения обозначений

Общие правила

ГОСТ 2.743-91 базируется на принципе функциональной адресации. Каждому выводу элемента присваивается определённая функция, которая обозначается буквенным или цифровым кодом. Основное поле обозначения (прямоугольник) делится на три зоны:

• Основное поле — содержит обозначение функции элемента (например, & — логическое «И», 1 — логическое «ИЛИ», =1 — исключающее «ИЛИ»).
• Поле дополнительных указаний — располагается слева от основного поля и содержит метки для входов (например, C — тактовый вход, R — сброс, S — установка).
• Поле выходов — располагается справа от основного поля и содержит метки для выходов (например, Q, Q с инверсией).

Обозначение логических уровней

Для обозначения активного уровня сигнала (логическая единица или ноль) используются следующие приёмы:

• Прямой выход/вход — без дополнительных символов (активный уровень — логическая 1).
• Инверсный выход/вход — обозначается кружком (окружностью) на линии вывода (активный уровень — логический 0). Например, вход сброса с активным низким уровнем обозначается как R с кружком.

Обозначение функций

Основные функции элементов кодируются буквенными или графическими символами, помещаемыми в верхней части основного поля. Наиболее распространённые обозначения:

• & — логический элемент «И» (AND).
• 1 — логический элемент «ИЛИ» (OR).
• =1 — исключающее «ИЛИ» (XOR).
• ≥1 — логический элемент «ИЛИ» с порогом (например, для мажоритарных элементов).
• 2 — элемент «И-НЕ» (NAND) — обозначение может быть комбинированным.
• M2 — элемент «Исключающее ИЛИ-НЕ» (XNOR).
• D — триггер типа D (защёлка).
• T — триггер типа T (счётный).
• JK — триггер типа JK.
• CT — счётчик (counter).
• DC — дешифратор (decoder).
• CD — шифратор (coder).
• MUX — мультиплексор.
• DMX — демультиплексор.
• ADD — сумматор (adder).
• ROM — постоянное запоминающее устройство (read-only memory).
• RAM — оперативное запоминающее устройство (random-access memory).

Классификация элементов по ГОСТ 2.743-91

Логические элементы

Стандарт детально описывает обозначения для базовых логических вентилей (И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ). Для сложных логических функций (например, И-ИЛИ-НЕ) допускается комбинирование полей.

Триггеры

Триггеры классифицируются по типу (D, T, JK, RS) и по способу синхронизации (асинхронные, синхронные с динамическим управлением). Для синхронных триггеров тактовый вход обозначается символом C (clock), а для динамического управления — стрелкой (наклонной чертой) внутри поля.

Регистры

Регистры сдвига и хранения обозначаются с указанием разрядности (например, RG4 — четырёхразрядный регистр). Для сдвиговых регистров дополнительно указывается направление сдвига (влево/вправо) с помощью стрелок.

Счётчики

Счётчики (CT) делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные. В обозначении указывается модуль счёта (например, CT10 — десятичный счётчик, CT16 — шестнадцатеричный). Для реверсивных счётчиков вводятся дополнительные входы управления направлением счёта (U/D).

Дешифраторы и шифраторы

Дешифраторы (DC) преобразуют двоичный код на входе в активный сигнал на одном из выходов. Шифраторы (CD) выполняют обратную функцию. В обозначении указывается количество входов и выходов (например, DC 4×16 — дешифратор с 4 входами и 16 выходами).

Мультиплексоры и демультиплексоры

Мультиплексор (MUX) выбирает один из нескольких входных сигналов и передаёт его на выход в зависимости от адресных входов. Демультиплексор (DMX) распределяет входной сигнал на один из нескольких выходов. В обозначении указывается количество информационных и адресных входов (например, MUX 8×1).

Запоминающие устройства

Для микросхем памяти (RAM, ROM, PROM, EPROM) в обозначении указывается организация (например, 256×8 — 256 ячеек по 8 бит). Вводятся специальные метки для адресных входов (A), входов данных (D), выходов данных (Q) и управляющих сигналов (CS — выбор кристалла, OE — разрешение выхода, WE — разрешение записи).

Примеры обозначений

Логический элемент «И-НЕ» с двумя входами

Прямоугольник, в верхней части которого написано &, а на выходе — кружок (инверсия). Входы обозначены как 1 и 2 (или A, B). Выход — Y.

D-триггер с асинхронным сбросом

Прямоугольник, в верхней части — D. Слева: вход данных (D), тактовый вход (C), вход сброса (R с кружком — активный низкий уровень). Справа: прямой выход (Q) и инверсный выход (Q с кружком).

Десятичный счётчик

Прямоугольник, в верхней части — CT10. Слева: тактовый вход (C), вход сброса (R). Справа: выходы 0, 1, 2, 3 (или Q0–Q3).

Особенности применения

• Многофункциональные элементы: Если микросхема содержит несколько независимых функциональных блоков (например, четыре логических элемента «И-НЕ» в одном корпусе), каждый блок изображается отдельно, но с указанием общего номера микросхемы (позиционного обозначения).
• Адресация выводов: В сложных схемах (например, микропроцессорах) допускается использование сокращённых обозначений для групп выводов (например, A0–A15 — адресная шина, D0–D7 — шина данных).
• Совмещение с аналоговыми элементами: Для смешанных схем (цифро-аналоговых) применяются комбинированные обозначения, где часть поля отводится под цифровую логику, а часть — под аналоговые функции (по ГОСТ 2.759-82).

Критика и ограничения

Стандарт был разработан в конце 1980-х годов и ориентирован на дискретные микросхемы малой и средней степени интеграции (серии 155, 555, 1533 и т. д.). С развитием ПЛИС, микроконтроллеров и систем на кристалле (SoC) его применение стало ограниченным. Для современных сложных цифровых устройств часто используются более абстрактные обозначения (например, в виде функциональных блоков с шинами), которые не всегда соответствуют требованиям ГОСТ 2.743-91. Кроме того, стандарт не регламентирует обозначения для некоторых современных интерфейсов (SPI, I²C, USB) и протоколов, что вынуждает разработчиков вводить собственные условные обозначения.

Источники

1. ГОСТ 2.743-91 «Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники».
2. ГОСТ 2.701-2008 «Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».
3. Рекомендации Международной электротехнической комиссии (МЭК) 60617-12 «Graphical symbols for diagrams. Part 12: Binary logic elements».
4. Справочник «Условные графические обозначения в электрических схемах» (под ред. В. И. Ануфриева, 2010).