Структура и элементная база цифровых систем. Реализуемая логическая функция. Нагрузочная способность, страница 10

5. Анализ синтезированных схем

Он проводится с целью проверки соответствия схемы требованиям технического задания. Если при проектировании использовались серийно выпускаемые элементы, то для оценки полученных вариантов достаточно определить задержку переключения схемы и потребляемую мощность.

t _пер  =  å  t_з1 + t_з2 + ....... + t_зк ,  где  к- количество последовательных каскадов в схеме.

P_потр = å P _э1 +  P _э2 + ....... + P_эn, где  n- количество элементов схемы.

3. Триггеры и динамические элементы

При обработке информации в большинстве функциональных узлов ЭВМ  необходимо хранить обрабатываемую информацию в процессе обработки. Для хранения информации в этих устройства обычно используются  элементы с двумя устойчивыми состояниями - триггер. Структуру триггера можно представить в виде бистабильной ячейки (БЯ), имеющей два устойчивых состояния, и управляющей схемы (УС).

БЯ

                     R              1                       Q

         X                                                      

У        

                УС

С                                                             _

1                       Q         

S                                        

В зависимости от способа хранения информации запоминающие ячейки делятся на статические и динамические. На основе статической ячейки памяти строятся триггеры - электронные устройства, которые устанавливаются в одно из двух устойчивых состояний при подаче на управляющие входы соответствующей комбинации сигналов, и сохраняющие его в течение заданного времени после окончания действия этих сигналов. Состояние триггера определяется значением  выходного сигнала Q. Переключение БЯ  осуществляется сигналами  R  и  S, поступающими со схемы управления. Если переключение триггера, т.е. изменение значения Q, происходит только при поступлении на специальный вход синхронизирующего сигнала  C, то триггер называется синхронным. Триггеры могут синхронизироваться уровнем синхросигнала  или его фронтом. Триггеры, синхронизируемые  уровнем могут переключаться в течение длительности синхроимпульса при поступлении соответствующих управляющих сигналов несколько раз. В паузе между синхроимпульсами состояние триггера не меняется при любых изменениях управляющих сигналов.

Триггеры, синхронизируемые фронтом изменяют свое состояние при поступлении на синхронизирующий вход соответствующего фронта импульса. В зависимости от комбинации управляющих сигналов, вызывающей изменение состояния, триггеры подразделяются на несколько функциональных типов. Тип триггера определяется его характеристическим уравнением или таблицей  состояний, которая указывает значение выходного сигнала Qⁿ⁺¹ после переключения триггера (в момент времени t_n+1) в зависимости от значений управляющих сигналов и выходного сигнала Q ⁿ в момент времени t _n (до переключения триггера).

Наиболее часто используются типы  RS-,  JK-,  D,  и T .  Буквами  R, S, J, K, D, T  принято обозначать управляющие входы триггеров соответствующего типа.

Асинхронный  RS - триггер

Характеристическое уравнение  этого триггера:

Qⁿ⁺¹ =  S +  Qⁿ  ^ R

Условное обозначение  и  логическая  схема  RS- триггера:                 

Rили-неQ

                  S   T    Q                                

                          _—           

    RQ

                                                                                                     или-не                      _    

                                                                                                                                  Q

                                                                                     S     

Таблица состояний  RS-триггера  и значений функции переходов: