- •Математичні основи цифрової техніки
- •Відображення інформації у цифровій техніці
- •Перетворення числової інформації
- •Двійкова арифметика
- •Основні поняття та закони бульової алгебри
- •Властивості логічних функцій
- •Форми зображення логічних функцій
- •Мінімізація логічних функцій
- •Структурна реалізація логічних функцій
- •Загальні відомості про цифрові автомати
- •Різновиди цифрових автоматів та особливості їх функціонування
- •Загальні питання синтезу цифрових автоматів
- •Схемотехніка цифрових елементів
- •Види цифрових сигналів, та способи їх передачі
- •Класифікація цифрових елементів
- •Основні характеристики та параметри цифрових мікросхем
- •Порівняльні характеристики цифрових мікросхем
- •Схеми логічних елементів
- •Елементи з розширеними функціональними можливостями
- •Cинтезовані логічні елементи
- •Логічні елементи з відкритим колектором
- •Тристановий драйвер
- •Інтерфейсні мікросхеми
- •Узгоджувачі рівнів
- •Завадостійкість цифрових пристроїв
- •Імпульсні схеми на цифрових елементах
- •Формувачі
- •Генератори
- •Пристрої для перетворення цифрової інформації
- •Шифратори та дешифратори
- •Мультиплексори та демультиплексори
- •Синтез комбінаційних пристроїв на дешифраторах
- •Синтез комбінаційних пристроїв на мультиплексорах
- •Перетворювачі кодів
- •Арифметичні пристрої
- •Арифметичні суматори
- •Цифрові компаратори
- •Арифметико-логічні пристрої
- •Програмовані логічні матриці
- •Контрольні запитання по розділу
- •Послідовнісні пристрої
- •Особливості функціонування послідовнісних пристроїв
- •Особливості синтезу послідовнісних пристроїв
- •Тригер – найпростіший зaпам’ятовувальний пристрій
- •Загальна структура та класифікація тригерів
- •Рiзновиди тригерів
- •Регістри
- •Регістри пам’яті
- •Регістри зсуву
- •Лічильники
- •Класифікація лічильників
- •Лічильники з послідовним переносом
- •Реверсивні лічильники
- •Лічильники з довільним модулем лічби
- •Кільцеві лічильники та лічильники Джонсона
- •Контрольні запитання по розділу
- •Інтегральні запам'ятовувальні пристрої
- •Загальні відомості
- •Оперативні запам'ятовуючі пристрої
- •Статичні запам'ятовувачі віс озп
- •Динамічні запам'ятовувачі віс озп
- •Принцип побудови і структура віс озп
- •Принцип побудови і структура пзп
- •Електрично перепрограмовувані пзп
-
Особливості синтезу послідовнісних пристроїв
Всі послідовнісні автомати або пристрої можна поділити на три класи: асинхронні потенціальні автомати, асинхронні імпульсні автомати та синхронні автомати.
До основних функціональних ПП, що виконані, як окремі інтегральні мікросхеми СІС або ВІС, належать регістри, лічильники, тощо.
Структурний синтез ПП зводиться до побудови такої схеми автомата, яка функціонує відповідно до заданих таблиць переходів і виходів автомата. Вихідними даними для структурного синтезу ПП є опис алгоритму його функціонування, згідно з таблицями станів заданий елементний базис ЛЕ і запам’ятовувачів iнформації, а у випадку побудови конструкції ВІС ПП - вимоги до електричних параметрів з урахуванням конструкторсько-топологічних особливостей реалізації вибраного елементного базису. Процес структурного синтезу ПП можна розкласти на такі етапи:
1) оцінка складності алгоритму і при необхідності каскадування ПП;
2) формалізований опис aлгоритму функціонування пристрою або його каскаду;
3) мінімізація станів пристрою i визначення кількості запам’ятовувачів;
4) кодування внутрішніх станів пристрою;
5) складання таблиць переходів, a також функцій збудження i виходів та мінімізація останніх;
6) перетворення мінімізованих функцій збудження i виходів до заданого функціонального безису ЛЕ i зaпам’ятовувачiв;
7) побудова структурної логічної схеми ПП;
8) тестування.
Критерієм якості економного способу кодування станів є простота схемної реалізації, яка передбачає мінімальне число ЛЕ. Цей спосіб кодування є ефективним особливо для синхронних ПП, бо наявність кіл синхронізації усуває у них такі недоліки, як змaгання (гонки) сигналів, що викликають ризик збою. Економний спосіб кодування полягає у тому, що суміжні кодові комбінації станів автомата відрізняються одна від одної тільки однієї цифрою (0 або 1).
Так само, як і у КС, у асинхронних ПП гонки можуть виникати через різні затримки у спрацюванні запам’ятовувачів інформації. Між синтезом тригера на основі ЛЕ і синтезом ПП на основі тригерів є певна різниця, яку треба враховувати у процесі проектування того чи іншого пристрою.
Логіка роботи будь-якого тригерa як послідовнісного автомата характеризується таблицями станів - переходів i виходів. Але враховуючи те, що тригер - це автомат Мура, у якого вихідна змінна уt+1 повторює значення його внутрішнього стану Qt+1 , можна обмежитись таблицею переходів тригера.
На основі таблиці переходів можна отримати функцію переходів тригера, тобто логічну функцію, яка показує зв’язок зміни стану тригера Qt→Qt+1 під дією комбінації вхідних сигналів. Якщо під вхідними сигналами Xit, тригера розуміти як iнформаційні, так i керуючі,сигнали, функцією переходів тригера є залежність Qt+1 = f(Qt, Xt), за якою, як і за таблицею переходів, можна визначити тип тригера. Як і у КП, функцію переходів тригера потрібно мінімізувати, наприклад, з допомогою карт Карно. Далі у заданому базисі ЛЕ можна будувати структуру тригера. Отже, для синтезу тригера у базисі ЛЕ досить мати мінімізовану функцію переходів тригера.
При синтезі послідовнісних схем на базі тригерів виникає обернена задача - треба визначити, при яких наборах вхідних змінних Xі той чи інший тригер перейде з відомого або заданого стану Qit у наступний стaн Qit+1 . Для цього служать таблиці переходів або матриці переходів тригера, які будуються зв принципом перебору всіх можливих переходів Qt→Qt+1 (їх є чотири: 0→0, 0→1, 1→0, 1→1). Цим переборам залежно від типу тригера відповідають конкретні комбінації вхідних сигналів, і в тому числі невизначені їх значення, які позначаємо тильдою “~”.