Анализ и синтез на логически схеми
Изтегляне 1.14 Mb.
|
Свързани:
an-architectural-reassessment-of-a-villa-rustica-near-serdica, New Microsoft PowerPoint Presentation, кр цсх
- Навигация на страницата:
- 3. Синтез на тригери.
| 2. Видове тригери.
Съществуват два основни признака по които може да бъде извършена класификация на тригерите [4,5,8,15]: -функционален признак -според начина на запис на информацията в тригера Функционалната класификация е по обща и класифицира тригерите според вида на логическите уравнения, характеризиращи състоянията на входовете и изхода на тригера преди (t) и след (t+1) неговото превключване. Познати са тригерите T,R-S,J-K,D и др. Втората класификация е свързана с времедиаграмата на работа на тригера, т.е. характеризира хода на процеса запис на информация в тригера. Тригерите се делят на : -асинхронни -синхронни При асинхронните тригери записа на информация става непосредствено след постъпване на активни нива на техните входове. Отличителна черта на синхронните тригери е, че те имат допълнителен разрешаващ вход. Той определя момента на превключване на тригера. От своя страна синхронните тригери се делят на синхронни по ниво, синхронни по фронт с вътрешна задръжка, синхронни по фронт със структура “главен-подчинен”. В процеса на синтез на тригерите ще бъдат подчертани различията между тях. 3. Синтез на тригери. Един от методите за синтез на тригери е чрез описване на поведението му като абстрактен модел на елементарен автомат. Преходът към структурен модел става по начина, показан в предходната тема. Вторият метод за синтез на тригер е чрез задаване на неговото поведение с помощта на таблицата на преходите или граф на преходите. Този метод ще бъде разгледан по-долу. Препоръчва се следната последователност за синтез на тригер: 1). Уточняване броя на входовете и условното обозначение. 2). Съставяне на таблица и диаграма (граф) на преходите. 3). Извеждане на характеристичното уравнение на тригера, т.е. Qt+1=f(Qt,xt) 4). Реализация на логическата схема на тригера чрез елементи И-НЕ, ИЛИ-НЕ или други. 5). Изследване на поведението на логическата схема за критични състезания и съставяне на времева диаграма. Ще бъдат синтезирани няколко тригера, спазвайки горната последователност. T - тригер Условното обозначение на T - тригера, неговата диаграма и таблица на преходите изглеждат по следния начин: Те напълно определят поведението на T - тригера и са база за по-нататъшния синтез. Получават се от абстрактния модел на елементарния автомат или директно се предлагат от разработчика. Характеристичното уравнение се извежда от таблицата на преходите и се минимизира, ако това се налага. Трябва да се изведе характеристичното уравнение, т.е. зависимостта Qt+1=f(Qt,Tt). В картата се нанася Qt+1. Реализацията ще бъде извършена с елементи И-НЕ. Точките Qt и Qt+1 от логическата схема са една и съща точка, но разгледана в два последователни момента от време, затова могат да се свържат (фиг.9.2а.). Ако логическите елементи се подредят по друг начин, се получава логическата схема от фиг.9.2б. Тук ясно се откроява запомнящата клетка, реализирана чрез логически схеми 1 и 2, и входната комбинационна схема. Има два важни момента, които трябва да се отбележат. Характеристичното уравнение от (9.1) е булева функция, но тя се различава от функциите, реализирани чрез комбинационни схеми по това, че в него фигурира параметър време. От таблицата се вижда, честойността на Q в лявата и дясната част в даден ред може да се различава в зависимост от параметъра t, а ние си позволихме в логическата схема да ги обединим. Вторият момент е, че логическата схема от фиг.9.2а. само условно може да се счита за комбинационна. От схемата на фиг.9.2б. ясно личи наличието на обратна връзка от изхода на запомнящата част към входа на комбинационната част. За съжаление анализът на работата на тригера ще покаже, че той работи неустойчиво. Ако се анализира работата на запомнящата клетка, ще се види, че ако на входа й постъпват две логически “1”, то изходът й ще остане в състоянието, в което е бил. Това може да се осигури, ако на входа T е подадена логическа “0”. Подаването на логическа “1” на входа T ще предизвика преход в противоположното състояние. На следващата фигура (фиг.9.3.) е дадена идеализираната времедиаграма, в която не е отчетено времето като фактор за сработване на входната КС и на запомнящата клетка. Ако това бъде направено и ако продължителността на единичния импулс, подаден на входа T(t1) е по-голяма от времето за сработване на входната комбинационна схема T(t2), ще се получи времедиаграмата от фиг.9.4. Ако на входа T бъде подадена логическа “1”, след време t2 входната комбинационна схема ще изработи функции на възбуждане, които ще превключат запомнящата клетка от “0” в “1”, т.е. схемата сработва правилно Qt+1=f(Qt,Tt). Ако t1>t2 от изхода на запомнящата клетка към комбинационната схема ще постъпи новополученото Qt+1 и след време t2 запомнящата клетка отново ще се превключи. Това ще продължи, докато на входа T има логическа “1”. Трудно е да се предвиди в какво състояние ще се установи тригерът след отпадане на активния сигнал на входа T. Явно тригерът не работи правилно. Причината е, че t1>t2, т.е. позволено е, когато във време t се формира Qt+1, на входа на комбинационната схема да постъпва същото Qt+1. Това е типичен случай на критични състезания, които ще бъдат разгледани в следващата тема. Регламентирайки продължителността на t1, тригерът може да бъде заставен да работи правилно. Практически това обаче е трудно осъществимо. Обикновено се вземат други мерки, които ще бъдат разгледани по-късно. R-S - тригер Условното обозначение, таблицата на преходите и графът на преходите на R-S - тригера изглеждат по следния начин: Изходите са взаимно инверсни. От таблицата на преходите се вижда, че при комбинация “11” на входовете R и S състоянието, в което ще се установи тригерът, е неопределено, т.е. тази комбинация е забранена. Това може да бъде използвано за минимизация на характеристичното уравнение на тригера Qt+1=f(Qt,Rt,St). Представянето в базис И-НЕ и логическата схема са дадени на фиг.9.5. Запомнящата клетка е аналогична на горния тригер, а комбинационната схема се състои само от два инвертора.Ясно се вижда, че липсва обратна връзка от изхода Q към комбинационната схема и функциите на възбуждане зависят само от входовете R и S. С ледователно тук не могат да се появят критични състезания. От време-диаграмата (фиг.9.6.) на R-S - тригера се вижда, че всяка поява на активен сигнал на един от входовете води до промяна на състоянието му. Не са необходими никакви допълнителни условия. И понеже появата на активните нива на входовете става асинхронно, то и R-S - тригерът е асинхронен. Това е най-често използваният в практиката асинхронен тригер. При премахване на инверторите от логическата схема на R-S - тригера се получава - тригер. Той съдържа само запомняща клетка и поведението му е подобно на R-S - тригера, но активното ниво на входните сигнали е логическа “0”. С помощта на незначителна модификация на логическата схема на асинхронния R-S - тригер може да се плучи синхронен по ниво R-S - тригер (фиг.9.7.). Анализът на времедиаграмата показва, че когато сихросигналът СИ=0, то дори и входовете R и S да са активни, състоянието на тригера не се променя. На изхода на логическите елементи 1 и 2 има логическа “1” и запомнящата клетка съхранява старото състояние. Когато СИ=1, логическите елемнти 1 и 2 са “разрешени” и тригерът може многократно да се превключва от активните сигнали на входовете R и S. Тази синхронизация се нарича синхронизация по “ниво”. Ако се постави допълнителен инвертор на СИ, то активното синхронизиращо ниво ще бъде логическа “0”. Освен входовете R, S и СИ тригерът може да има и допълнителни управляващи входове p и r. Тези входове дават възможност тригерът да променя своето състояние независимо от СИ, като логическа “0” на входа p (preset) го установява в “1”, а логическа “0” на входа r (reset) го установява в “0”. Това са асинхронни входове за нулиране и установяване в “1” на синхронния по ниво R-S - тригер и са приоритетни. Изтегляне 1.14 Mb. Сподели с приятели:
|