Условия функционирования триггеров

Основные типы триггеров

Общие подходы к анализу и синтезу схем триггеров

Элементы, узлы и блоки ЭВМ

Лекция 13. Синтез схем триггеров

Цифровой техники

Синтезу типовых функциональных узлов

Элемент ЭВМ – это наименьшая конструктивная и функциональная часть ЭВМ, которая используется при логическом проектировании и технологической реализации компьютера.

Для построения ЭВМ используются функционально полные системы элементов, включающие наборы универсальных вентилей для построения произвольных комбинационных логических схем, и элементарные автоматы с полными системами переходов и выходов. В качестве элементарных автоматов используются, как правило, триггеры, а в качестве базовых вентилей – логические схемы для основных булевых операций. Наборы элементов для построения цифровых вычислительных устройств содержат также элементы для выполнения дополнительных логических операций, запоминающие элементы, а также элементы для усиления, восстановления и формирования сигналов стандартной формы.

По назначению элементы ЭВМ делятся на логические, запоминающие и вспомогательные.

К логическим элементам относятся вентили (конъюнктор, дизъюнктор, инвертор, штрих Шеффера, стрелка Пирса и др.) и триггеры.

Запоминающие элементы предназначены для хранения и выдачи двоичной информации.

Вспомогательные элементы используются для энергетического обеспечения и согласования работы логических элементов. К ним относятся усилители, генераторы, формирователи, линии задержки и др.

Некоторые элементы ЭВМ нами были уже рассмотрены (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры и др.). Они представляют собой, как мы видели, автоматы без памяти, то есть комбинационные схемы. Другие элементы являются упоминавшимися выше элементарными автоматами с памятью (триггеры). Наконец, большую группу элементов ЭВМ образуют, так называемые, последовательные логические схемы, которые в терминах прикладной теории автоматов называют цифровыми автоматами с полной системой переходов и выходов. К последовательным логическим схемам относятся различные виды регистров, счетчиков, сумматоров и др. Название схем такого типа означает, что состояние выхода зависит от того, в какой последовательности на входы схемы подаются входные сигналы, и каково было предшествующее внутреннее состояние схемы. В отличие от комбинационных схем, состояние выхода Y последовательной логической схемы (цифрового автомата) зависит не только от текущего состояния входа, но и от внутреннего состояния Q схемы:

Y=F (X, Q).

Другими словами, цифровой автомат является не только преобразователем, но и хранителем предшествующей информации и источником текущей информации (состояния). Это свойство обеспечивается наличием в схемах обратных связей. Основой последовательных схем являются триггеры.

Физически элементы представляют собой интегральные микросхемы, сформированные на кристалле полупроводника (например, кремния) по соответствующей технологии. Из элементов, выполненных на интегральных схемах, составляют функциональные узлы и блоки, являющиеся компонентами устройств ЭВМ. К таким устройствам относятся центральный процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода информации, контроллеры, различные внешние устройства. Эти устройства составляют структурную схему ЭВМ.

В качестве примеров приложений теории конечных автоматов к цифровой технике рассмотрим синтез триггеров, регистров и счетчиков.

Дата добавления: 2015-05-09