5.3.7. Форма зображення цифрових сигналів та способи їх передачі

Цифровий сигнал – фізичний носій інформації у виді дискретної послідовності електричного сигналу низького і високого рівнів. Найчастіше – напругу. Рівні U⁰ і U¹ .

Позитивна логіка : U¹ > U⁰ (найпоширеніша).

Негативна логіка: U¹ < U⁰ .

За принципом дуальності (правило Де-Моргана) АБО у позитивній логіці еквівалентне І в негативній :

Асинхронний спосіб керування цифровими пристроями – перехід до наступної операції зразу ж після появи інформаційних сигналів (рис. 5. 10).

Асинхронний : більша швидкодія але вища імовірність збою

Синхронний спосіб : всі операції виконуються протягом заданих циклів. ГТІ, тривалість, шпаруватість задані (рис. 5. 10).

А) Синхроімпульси

Б) потенційний цифровий сигнал залишається незмінний ≥ 1 такту.

В) імпульсний «1» - наявність імпульсу, «0» - відсутність імпульсу при симфазному синхроімпульсі.

Г) імпульсно-потенційний – сумісне використання обох способів «1» - послідовність декількох імпульсів; «0» - відсутність імпульсів.

Рис. 5.10 – Способи передавання сигналів

Такий спосіб г) ще називається динамічним. Постійна складова сигналу – для керування (дозвіл-заборона), імпульсна – для виконання конкретної операції (логічної, арифметичної, опитування , формування, тощо). Передача інформації через канал зв’язку. Лінії – провідники, шина – сукупність ліній.

Передача інформації :

Послідовний спосіб – великі відстані, передача біт за бітом, розгортка в часі.

Паралельний спосіб – розгортка в просторі. Велика швидкодія, але великі апаратні затрати.

Паралельно-послідовний спосіб – розгортка в просторі і часі. Компроміс швидкодія - апаратні затрати при передачі великих обсягів інформації.

Стан лінії або шини – активний, пасивний.

Активний – наявність «1» або «0» .

Пасивний – їх відсутність – лінія у високоімпедансному стані.

Часові діаграми – відображають зв’язки між процесами в цифрових елементів.

Велика різноманітність цифрових мікросхем (технологія виготовлення, логіка роботи, будова електричної схеми, ступінь інтеграції, тощо).

Вони мають деякі спільні властивості, за якими їх виділяють в групи(серії).

Елементи ЦТ – найменші функціонально завершені частини, на які можна розкласти, або з яких можна скласти останні при аналізі або синтезі.

Логічні елементи, запам’ятовувачі, допоміжні елементи

Логічні елементи – елементарні комбінаційні пристрої (КП) з одним виходом, що реалізують як правило, одну логічну функцію за законами Бульової алгебри і можуть бути базисом.

Запам’ятовувачі – елементарні комірки пам’яті однобітної інформації, які можна скласти з ЛЕ.

Допоміжні елементи – (елементи спеціального призначення) для перетворення електричних сигналів (в цифровій і навпаки), формування, комутування, індукації, спряження чи узгодження логічних рівнів.

Ввід-вивід інформації : послідовно – послідовний;

послідовно-паралельний;

паралельно-послідовний;

паралельно-паралельний.

Зв’язки між ЛЕ можуть бути потенційними, імпульсними, імпульсно-потенційними.

Потенційні – гальванічні зв’язки між статичними ЛЕ.

Імпульсні – застосування тільки імпульсних елементів.

Для потенційних має бути витримка часу для завершення перехідних процесів після перемикань;

Для імпульсних – обов’язкова синхронізація, імпульсно-потенційні зв’язки – складніші, але схемотехнічно гнучкіші.