(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Программные средства foundation равновесия, не являются чем-то таким, что происходит только при включении питания. Возвращаясь к аналогии с мячом на холме, рассмотрим, что случится, если мы попытаемся ударом по мячу переместить его с одной стороны холма на другую. Если удар будет сильным (если он будет сделан Арнольдом Шварценеггером), то мяч перелетит через вершину и приземлится по другую сторону холма в месте, где его положение будет устойчивым. Если же удар будет слабым (если его произведет Mr. Rogers), то мяч скатится обратно к своему начальному положению. Но если удар по своей силе будет ни туда ни сюда (Charlie Brown), то мяч взлетит на вершину холма, покачается и в конце концов скатится по ту или по другую сторону. Поведение мяча совершенно аналогично тому, что происходит с защелками и триггерами в условиях, когда они срабатывают от сигналов, имеющих предельно допустимые значения. Мы скоро встретимся, например, с SR-защелками, у которых импульс на входе S переводит схему из состояния О в состояние 1. Бывает задана минимальная длительность импульса на входе S. Если подать импульс такой или большей длительности, то защелка сразу же перейдет в состояние 1. При подаче очень короткого импульса схема останется в состоянии 0. Если длительность импульса чуть меньше минимального значения, то защелка может войти в мета-стабильное состояние. Поведение схемы, после того как она попала в метаста-бильное состояние, зависит от формы ее холма . Защелки и триггеры, построенные на элементах с большим усилением и быстродействием, выходят из неустойчивого равновесия, как правило, быстрее, чем схемы, собранные из более медленных элементов с меньшим усилением. В следующем параграфе мы подробнее рассмотрим вопросы, связанные с неустойчивостью, применительно к защелкам и триггерам определенного типа, а в парафафе 8.9 эти вопросы будут обсуждены с позиций методологии синхронного проектирования и с разбором отказов из-за несовершенств в цепи синхронизации. 7.2. Защелки и триггеры Защелки и триггеры являются основными составными элементами в большинстве последовательностных устройств. В типичных цифровых системах используются защелки и триггеры, находящиеся внутри функционально законченных узлов и блоков в стандартной интефальной схеме. В среде проектирования на основе специализированных ИС защелки и триггеры обычно бывают готовыми библиотечными элементами, которые поставляет продавец самих интефальных микросхем. Однако внуфи как обычных ИС, так и специализированных ИС, защелка или триггер представляют собой последовательностную схему с обратной связью, состоящую из отдельных логических вентилей и содержащую петли обратной связи. Мы займемся изучением этих конструкций из дискретных компонентов по двум причинам: во-первых, чтобы лучше понять поведение готовых элементов, а во-вторых, чтобы вы могли приобрести навыки построения защелок или фиггеров, начиная с нуля, как это порой бывает необходимо в практике разработки цифровых устройств и как это часто фебуется на экзаменах по цифровому проектированию. Все специалисты по цифровой электронике называют триггером (flip-flop) последовательностную схему, в которой значения входных сигналов принимаются во внимание и выходные сигналы изменяются только в моменты времени, задава- 
Рис. 7.5. SR-защелка: (a) принципиальная схема на вентилях ИЛИ-НЕ; (Ь) таблица, описывающая работу схемы (last - последнее значение) Если оба входных сигнала S и R равны О, то схема ведет себя аналогично элементу с двумя устойчивыми состояниями: благодаря наличию петли обратной связи сохраняется одно из двух логических состояний - Q = О или Q = 1. Как указано в таблице на рис. 7.5(b), подавая сигналы на входы S и R можно заставить схему с петлей обратной связи переходить в желаемое состояние. Сигнал S устанавливает (set) или задает (preset) состояние, при котором выходной сигнал Q равен 1; сигнал R сбрасывает (reset) или очищает (clear) схему, в результате чего выходной сигнал Q становится равным 0. После того, как входной сигнал S или R переходит на неактивный уровень, защелка остается в том состоянии, в какое ее установил этот сигнал. На рис. 7.6 представлено функциональное поведение SR-защелки при воздействии на нее типичной последовательности входных сигналов. Цветными стрелками указана причинно-следственная связь, то есть показано, какие переходы во входных сигналах вызывают те или иные переходы в выходных сигналах. емые тактовым сигналом. С другой стороны, большинство разработчиков цифровой техники используют название защелка (latch) для последовательностной схемы, которая чувствительна к сигналам на ее входах непрерывно в течение всего времени, и значения сигналов на выходах такой схемы могут изменяться в любой момент независимо от тактового сигнала. В этом учебнике мы будем следовать этому правилу. Однако в других учебниках и другими инженерами-электронщиками (неправильно) называется триггером устройство, которое мы называем защелкой . Поскольку функциональное поведение защелок и триггеров совершенно различно, разработчику в любом случае важно знать, к какому типу относится используемый им элемент; при этом все равно, откуда он узнает об этом: глядя на номер микросхемы (например, 74x374 или 74x373), или по той информации, какую можно почерпнуть из контекста. В следующих разделах мы рассмотрим защелки и триггеры наиболее распространенных типов. 7.2.1. SR-защелка На рис. 7.5(a) показана SR-защелка (set-reset latch, S-Й latch) на вентилях ИЛИ-НЕ. У этой схемы два входа S и R и два выхода Q и QN, где сигнал QN в нормальных условиях представляет собой инверсию сигнала Q. Сигнал QN иногда обозначают и так: ОилиО L достоинства и недостатки обозначений q и qn В большинстве приложений SR-защелок выходной сигнал QN (известный также под именем Q) всегда является инверсией выходного сигнала Q. Однако обозначение Q не вполне корректно, поскольку существуют обстоятельства, при которьгх этот выходной сигнал не является инверсией сигнала Q. Когда оба входных сигнала S и R равны 1, как это происходит в нескольких местах на рис. 7.5(b), оба выходных сигнала вынужденно принимают значение 0. Как только любой из входных сигналов снимается, схема возвращается к работе в обычном режиме, и выходные сигналы становятся инверсными один по отношению к другому. Однако если входные сигналы снимаются одновременно, то состояние, в которое защелка перейдет в следующий момент времени, непредсказуемо, и при этом могут возникнуть колебания, либо схема может войти в метастабильное состояние. Неустойчивость может наступать также в том случае, когда единичный импульс, подаваемый на входы S или R, слишком короткий. г\-< Рис.7.6. Типичная работа SR-защелки: (а) нормальные входные сигналы; (Ь) сигналы S и R имеют активный уровень одновременно На рис. 7.7 приведены три условных обозначения одной и той же SR-защелки. Эти обозначения различаются тем, как изображен инверсный выход. По исторически сложившейся традиции в первом из этих условных обозначений низкий активный уровень сигнала на этом выходе указывается в имени сигнала внутри прямоугольника, изображающего функциональный блок. Однако в логическом проектировании с использованием принципа инверсия к инверсии более предпочтительным является второе условное обозначение, согласно которому символ инверсии располагается снаружи функционального прямоугольника. Последнее условное обозначение, очевидно, является ошибочным. На рис. 7.8 перечислены временнь/е параметры SR-защелки. Задержка распространения {propagation delay) - это время, которое уходит на то, чтобы переход во входном сигнале привел к переходу в сигнале на выходе. Для данной защелки или для данного триггера может быть указано несколько значений задержки распространения, по одному на каждую пару вход-выход. Кроме того, значения задержки распространения могут быть различными в зависимости от того, в каком направлении изменяется выходной сигнал: от низкого уровня до ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |