Демультиплексоры.

Демультиплексором (Demultiplexer) – называется устройство, осуществляющее управляемое переключение входного цифрового канала к одному из N выходных каналов.

Демультиплексор, также как и мультиплексор, относится к устройствам коммутации каналов данных, но осуществляет обратную коммутацию цифровой информации. Сам принцип управляемой передачи цифровой информации от одного входного источника к одному из нескольких возможных приемников носит название демультиплексирования.

Принцип демультиплексирования иллюстрирован на рис.VII.5.

Рис.VII.5 Иллюстрация принципа демультиплексирования цифровой

информации.

Здесь: A, B, C, D – приемники цифровой информации.

DMX – условное обозначение демультиплексора на схемах.

На рисунке изображены два входа управления х0 и х1. Двухразрядный двоичный управляющий код, подаваемый на эти входы, позволяет переключать цифровую информацию с входного канала на один из четырех выходных каналов.

Мультиплексирование и демультиплексирование каналов очень широко используется в компьютерной технике, например, при совмещении использования каналов передачи и приема адресов и данных, при организации связи между запоминающей матрицей и системной шиной в современных модулях оперативной памяти, таких как DDR, DDR2, DDR3 и т.д., а также при создании многопроцессорных систем.

Сумматоры

Сумматором – называется устройство, осуществляющее арифметическое сложение двух двоичных чисел.

Сумматоры могут быть как комбинационные, так и накапливающие. В современных компьютерах реализуются только сумматоры комбинационного типа, поскольку их быстродействие значительно выше. Преимущество накапливающих сумматоров, заключающееся в простоте реализации и меньшем числе требующихся элементов, в настоящее время, в связи с резким увеличением степени интеграции микросхем, перестало быть актуальным. Сумматоры многоразрядных чисел строятся на основе одноразрядных двоичных сумматоров. Условное графическое обозначение одноразрядного сумматора приведено на рис. VII.6.

Рис.VII.6 Условное графическое обозначение на схемах одноразрядного

двоичного сумматора.

Здесь: SM – условное обозначение сумматора на схемах;

a, b – входы разрядов операндов;

cr (carry) – входной сигнал переноса;

s – выход результата суммирования значений соответствующих

разрядов чисел;

CR – выходной сигнал переноса.

Многоразрядные сумматоры строятся в виде последовательной совокупности одноразрядных сумматоров, и они составляют основу арифметико-логических устройств и, следовательно, компьютера в целом.

Триггеры.

Триггером – называется устройство с двумя устойчивыми состояниями, обладающее способностью переходить из одного состояния в другое, под воздействием входных сигналов, и выдавать выходной сигнал, однозначно определяющий его состояние.

Таким образом, триггер является простейшим запоминающим устройством – элементом памяти. Работа триггеров, как элементарных автоматов с памятью, определяются функцией переходов Q, которая определяет в какое состояние перейдет триггер при подаче на его вход (входы) сигналов активного воздействия. При этом выходной сигнал триггера будет однозначно определяться состоянием триггера.

Наиболее широко используются в цифровых устройствах, в том числе и в компьютерах, четыре типа триггеров.

1. Триггеры с одним информационным входом:

а) D – триггеры (Delay – задержка);

б) T – триггеры (Toggle – кувыркаться, опрокидываться).

2. Триггеры с двумя информационными входами:

а) RS – триггеры (Set –установка, Reset – возврат);

б) JK – триггеры.

У подавляющего большинства триггеров два выхода: прямой и инверсный, хотя вполне достаточно и одного. Два выхода делаются из чисто практических соображений удобства схемотехнического использования.

Рассмотрим кратко условные графические обозначения (УГО) указанных типов триггеров и их функции переходов.

Одновходовые триггеры.

а) D – триггер: б) T – триггер: .

Здесь: D – вход D-триггера;

T – вход T-триггера;

Q – прямой выход триггера;

- инверсный выход триггера;

C – синхровход для синхронных триггеров.

Двухвходовые триггеры

Аналитические выражения для функций переходов RS и JK – триггеров приводить не будем.

По способу приема и передачи информации триггеры, как и все цифровые устройства (в том числе и компьютер в целом) делятся на асинхронные и синхронные.

Асинхронные цифровые устройства переходят в новое состояние, и выдают соответствующие выходные сигналы, сразу же после появления активных сигналов на его входах.

Синхронные цифровые устройства переходят в новое состояние только в определенные моменты времени, задаваемые специальными синхросигналами, подаваемыми на его так называемые синхровходы – С. Отметим, что они ни в коей мере не влияют на саму функцию, как переходов, так и выходов, а определяют только моменты времени переходов.

Практически все современные компьютеры являются синхронными цифровыми устройствами.