14. Демультиплексоры

Демультиплексоры выполняют операцию, обратную операции мультиплексоров (13 вопрос) — передают данные из одного входного канала в один из нескольких каналов-приемников. Многоразрядные демультиплексоры составляются из несколь­ких одноразрядных.

Нетрудно заметить, что дешифратор со входом разрешения работы будет рабо­тать в режиме демультиплексора, если на вход разрешения подавать информа­ционный сигнал. Действительно, при единичном значении этого сигнала адресация дешифратора (подача адресного кода на его входы) приведет к возбуждению соответствующего выхода, при нулевом — нет. А это и соответствует передаче информационного сигнала в адресованный выходной канал.

В связи с указанным, в сериях элементов отдельные демультиплексоры могут отсутствовать, а дешифратор (11 вопрос) со входом разрешения часто называется дешифратором-демультиплексором.

15. Компараторы (схемы сравнения).

Компараторы (устройства сравнения) определяют отношения между двумя словами. Основными отношениями, через которые можно выразить осталь­ные, можно считать два — "равно" и "больше".

Определим функции, вырабатываемые компараторами, следующим образом: они принимают единичное значение (истинны), если соблюдается условие, указанное в индексе обозначения функции. Например, функция F_{A = в} = 1, если А = В и принимает нулевое значение при А ≠ В.

П риняв в качестве основных отношения "равно" и "больше", для остальных можно записать:

Устройства сравнения на равенство строятся на основе поразрядных опера­ций над одноименными разрядами обоих слов. Слова равны, если равны все одноименные их разряды, т. е. если в обоих нули или единицы. Признак равенства разрядов:

Признак неравенства разрядов:

Признак равенства слов:

С хема компаратора на равенство в базисе И-НЕ:

16.Синхронизация в цифровых устройствах.

Основным методом построения работоспособных цифровых устройств в настоящее время является синхронизация, устраняющая критические временные состязания сигналов.

Синхронизация осуществляется тактовым генератором, сигналы которого распределяются по всем частям устройства и разрешают прием данных эле­ментам памяти — синхронным триггерам. Она упорядочивает во времени последовательность операций при обработке информации в ЦУ. Темп обра­ботки задается частотой тактовых сигналов.

О бобщенный тракт обработки информации при синхронной организации процессов можно представить чередованием комбинационных цепей КЦ и элементов памяти ЭП, что отражает работу ЦУ как при пространственном чередовании КЦ и ЭП (рис. 3.29, а), так и при последовательном выполнении различных операций в разных временных тактах на одном и том же оборудовании (рис. 3.29, б). При работе устройства КЦ преобразуют данные по тем или иным логическим зависимостям, а ЭП принимают их после окончания переходных процессов, т. е. установления на выходах КЦ истинных значений сигналов.

Рис. 3.29. Обобщенные структуры тракта обработки информации в цифр. устройствах (а, б)

Параметры тактовых импульсов

П ериод тактовых импульсов (синхроимпульсов) складывается из длительно­стей импульса и паузы. Длительность импульса должна быть достаточной для надежной записи информации в триггер, этот параметр задается в пас- портных данных триггера.

П риняв новое состояние, триггеры тем самым формируют на входах КЦ новые значения сигналов. Для многих схем, особенно для БИС/СБИС, большую роль играют задерж­ки сигналов в линиях связи, которые следует оценивать с учетом топологии межсоединений. Определенные требования предъявляются и к крутизне фронтов синхроим­пульсов. Она не должна снижаться ниже допустимого предела.

Структура устройств синхронизации

Обобщенная структура устройства синхронизации (рис. 3.32) содержит сле­дующие блоки: задающий генератор ЗГ, формирователь опорных сигналов ФОС и размножитель сигналов PC. Блок ФОС служит для выработки необходимого числа импульсных последовательностей заданной формы в зависимо­сти от фазности системы синхронизации и временных параметров синхросиг­налов этих последовательностей. Фазность — важный признак системы синхронизации, определяемый числом синхроимпульсов в одном периоде синхронизации (иначе говоря, числом импульсных последовательностей, исполь­зуемых для синхронизации устройства). Фазность зависит от типа триггеров, применяемых в устройстве, способа обмена между функциональными узлами, требований к быстродействию и аппаратурной сложности устройства.

Различают следующие системы синхронизации: однофазную; двухфазную; многофазную