(8.1)
Узагальнюючи (8.1), дістанемо функцію збудження довільного розряду:
, (8.2)
на підставі якої можна побудувати схему багаторозрядного лічильника, зокрема, трирозрядного (рис. 8.3, б). Якщо лічильні імпульси подавати на входи тригерів з прямим динамічним керуванням через інвертор, перемикання відбуватиметься за негативними перепадами цих імпульсів (рис. 8.3, в), як за використання тригерів з інверсним динамічним керуванням.
а)
б)
в)
Рисунок 8.3
Таким чином, перевагою лічильників з паралельним перенесенням є їхня максимально можлива швидкодія, а недоліком – нерегулярність структури і ускладнення міжз’єднань зі збільшенням розрядності n, бо на вході кожного наступного розряду потрібно утворювати кон’юнкцію сигналів з виходів усіх попередніх розрядів. Крім того, зростає навантаження на молодші розряди та через одночасність перемикання в окремі моменти всіх тригерів виникають значні сплески струму в колах живлення. З огляду на те, що такі струмові імпульси можуть спричинити збої в роботі ЦП, є обмеження на максимальну розрядність паралельних лічильників у деяких ПЛІС, а в ІС жорсткої структури таке обмеження пов’язане також з конструктивними міркуваннями.
8.1.2.3 Лічильники з груповим перенесенням. Аби подолати протиріччя між швидкодією і складністю, лічильники розбивають на групи з певним видом переносу всередині них, а між групами окремо застосовують груповий перенос того чи іншого типу. Найбільшого поширення набули паралельно-послідовні лічильники – з паралельним перенесенням у групах і послідовним перенесенням між ними (рис. 8.4), які в цілому є асинхронними.
Рисунок 8.4
Коли всі (наприклад, чотири) розряди групи після чергового лічильного імпульсу переходять до одиничного стану, формується груповий перенос: елемент збігу дозволяє проходження наступному імпульсу до входу старшої групи розрядів. З урахуванням середнього часу затримки поширення tз.п в елементі І та часу усталення групи з паралельним перенесенням tгр = tТ внаслідок послідовного поширення групових переносів загальний час усталення коду на виході лічильника з К груп становитиме tЛ=(К–1)tз.п + КtТ. Отже, за помірного погіршення швидкодії істотно спрощуються міжрозрядні зв’язки та зменшується потрібний ресурс мікросхем.
Є також інші різновиди переносів у лічильниках. Наприклад, уведенням у міжгрупових зв’язках на рис. 8.4 додаткових елементів І утворюється синхронний паралельно-паралельний лічильник. Якщо в міжрозрядних зв’язках схеми на рис. 8.2, а), 8.3, б) з метою спрощення замість багатовходових запровадити ланцюжок двовходових елементів І, отримаємо синхронний лічильник з послідовним перенесенням. Запровадження з метою поліпшення швидкодії такого ланцюжка в міжрозрядних зв’язках схеми на рис. 8.1, а) утворює асинхронний лічильник з наскрізним перенесенням.
8.1.2.4 Реверсивні лічильники. За напрямком зміни коду розглянуті лічильники є підсумовувальними. Віднімальний лічильник (табл. 8.2) відрізняється від підсумовувального (див. п. 8.1.2.1) тим, що наступний розряд перемикається за позитивного перепаду сигналу на виході попереднього розряду. Отже, у міжрозрядних зв’язках віднімального лічильника слід використовувати виходи тригерів, протилежні відносно підсумовувального: входи тригерів з прямим динамічним керуванням з’єднують з прямими виходами попередніх розрядів, а тригерів з інверсним динамічним керуванням – з інверсними виходами попередніх розрядів. Для прикладу на рис. 8.5 наведено схему і часові діаграми для послідовного віднімального лічильника.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.