Комбинационные схемы
В ЦВМ преобразование дискретной информации производится электронными устройствами (логическими схемами) двух типов: комбинационными схемами и конечными автоматами.
Комбинационной схемой называют устройство, совокупность выходных символов которого (выходное слово) в каждый дискретный момент времени ti однозначно определяется совокупностью входных сигналов (входным словом), поступившей на вход устройства в тот же момент времени ti .
Рассмотрим комбинационную схему (рис.1), имеющую n входов и m выходов.
Пусть на каждый из n входов этого устройства может быть подан один символ из конечного алфавита
Х = { x1, x2, . . . , xp } ,
а на каждом из m выходов может быть получен один символ из конечного алфавита
Y = { y1, y2, . . . , yu } .
Это означает, что каждое входное слово Rl образуется из n символов входного алфавита Х, а каждое выходное слово Qk из m символов выходного алфавита Y.
Таким образом, для устройства типа комбинационной схемы результат обработки входной информации (выходное слово Qk ) зависит только от комбинации сигналов на входах (входное слово Rl ).
q1 q2 qm
. . .
Rl
Qk
. . .
r1 r2 rn
Рис.1. Комбинационная схема
Соответствие выходного слова входному может быть задано аналитически в виде:
q1 = f1( r1, r2, . . . , rn ),
q2 = f2( r1, r2, . . . , rn ),
q3 = f3( r1, r2, . . . , rn ),
. . . . . . . . . . . . .
qm = fm( r1, r2, . . . , rn ).
В ЦВМ алфавиты Х и Y состоят всего из двух символов: 0 и 1. В этом случае функции f1, f2, f3, . . . ,fm являются переключательными функциями и к их анализу и синтезу может быть применен аппарат булевой алгебры.
1 Триггера
Триггеры относятся к классу последовательных схем (автоматов), значение выходных сигналов которого зависят не только от значений входных сигналов, но и от последовательности их изменения. Триггер - элементарный цифровой автомат с двумя устойчивыми состояниями. Одному состоянию присваивается значение 0, другому- 1. Состояние триггера и значение хранимой в нем информации определяется уровнем сигнала на прямом и инверсном Qвыходе. Если прямой выходQимеет потенциал, соответствующий логической 1, то триггер находится в единичном состоянии (потенциал на инверсном выходеQсоответствует логическому 0).
1.1 Классификация триггеров
1. По способу записи информации:
а) асинхронные - изменение состояний происходит при подаче сигнала на информационный вход;
б) синхронные (тактируемые) - имеется дополнительный вход синхронизации: состояние триггера изменяется при подаче сигналов синхронизации в соответствии со значением сигналов на информационных входах.
2. По способу управления информацией:
а) со статическим управлением - переключение триггера вызывается уровнями сигналов, поступающих на информационный вход;
б) с динамическим управлением - переключение триггера вызывается изменением уровней сигналов на информационных входах в) с одноступенчатым управлением - триггеры имеют одну ступень информации;
г) многоступенчатые - несколько.
3.По способу организации логических связей, определяющих особенности функционирования.
Типы входов триггера: R(Reset-сброс) - раздельный вход установки в 0;S(Set-установка) - раздельный вход установки в 1; К (Kill- отключение)- вход раздельной установки универсального триггера в 0;J(Jerk- внезапное включение) - вход раздельной установки универсального триггера в 1;T(toggle- релаксатор) - счетный вход триггера;
D(delay- задержка) - триггер с задержкой входного сигнала;C(clock) - синхронизирующий вход записи информации;V(valve- клапан) - управляющий вход.