Элемент памяти

Функциональные узлы компьютерных систем

Основой любого компьютера является ячейка памяти, которая может хранить данные или команды. Основой любой ячейки памяти является функциональное устройство, которое может по команде принять или выдать один двоичный бит, а, главное, сохранять его сколь угодно долго. Такое устройство называется триггер или защёлка. Оно строится на основе базового набора логических схем. На рис. 2.3 показана схема триггера. Он собран на четырех логических элементах: два элемента "логическое НЕ" (схемы 1 и 2)и два элемента "логическое

И-НЕ" (схемы 3 и 4). Два последних элемента представляют собой комбинацию логических элементов "логическое И" и "логическое НЕ". Такой элемент на входе выполняет операцию логического умножения, результат которой инвертируется на выходе логическим отрицанием. Триггер имеет два выхода . Сигнал на выходе Q соответствует значению, хранящемуся в триггере. Выход используется при необходимости получить инверсное значение сигнала. Входы S и R, предназначены для записи в триггер одного бита со значением ноль или единица.

Рассмотрим состояние триггера во время хранения бита. Пусть в триггер записан ноль (на выходе Q низкий уровень сигнала). Единица на выходе схемы 4 и единица на выходе схемы 1 поддерживают состояние выхода схемы 3 в состоянии нуля (). В свою очередь, ноль на выходе схемы 3 поддерживает единицу на выходе схемы 4 (). Такое состояние может поддерживаться триггером бесконечно долго.

Для записи в триггер единицы подадим на вход S единицу (рис. 2.4). На выходе схемы 1 получится ноль, который обеспечит на выходе схемы 3 единицу. С выхода схемы 3 единица поступит на вход схемы 4, на выходе которой значение изменится на ноль (). Этот ноль на входе схемы 3 будет поддерживать сигнал на её выходе в состоянии единицы. Теперь можно снять единичный сигнал на входе S, на выходе схемы 3 всё равно будет высокий уровень. То есть триггер сохраняет записанную в него единицу. Единичный сигнал на входе S необходимо удерживать время, пока на выходе схемы 4 не появится нулевой сигнал. Затем вновь на входе S устанавливается нулевой сигнал, но триггер поддерживает единичный сигнал на выходе Q,, то есть сохраняет записанную в него единицу. Точно так же, подав единичный сигнал на вход R можно записать в триггер ноль. Условное обозначение триггера показано на рис. 2.5.

Дата добавления: 2014-01-04