Жад схемалары

ЛЕКЦИЯ № 5

Тақырыбы: Жад схемалары

Неғұрлым күрделі ақпарат түрлендіргіші-жады бар схемалар. Схемада жадтың болуы өңдеудің аралық күйлерін есте сақтауға және олардың мәндерін әрі қарайғы түрлендірулерде ескеруге мүмкіндік береді. Шығыс сигналдары Y=(y1, y2,..., ym) осы типтегі схемаларда тек кіріс сигналдарының жиынтығы бойынша ғана қалыптаспайды X = (x1,x2,..., CP), сонымен қатар жад схемаларының күйлерінің жиынтығы бойынша Q = (q1,q2,...,qk) - бұл жағдайда ағымдағы дискретті уақыт моменті T және кейінгі (T+1) уақыт моменті ажыратылады (сурет. 3.8).

[pic 1]

T және (T+1) уақыт моменттері арасында Q мәнін беру әдетте екі сатылы жад пен синхронды импульстарды (SI) қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Қазіргі заманғы компьютерлерде қарапайым сақтау элементі ретінде триггерлер қолданылады. Компьютерлердің негізгі құрылғыларының (процессорлар мен жедел жады) схемаларындағы Микроэлектрониканың жетістіктеріне байланысты олар магниттелудің қалдық элементтері — феррит өзектерін қолданатын тізбектің есте қаларлық элементтері ретінде қолданыла бастады. Ең қарапайым триггер схемасын жалпы ережелерге сәйкес синтездеуге болады (2.4.4-тармақты қараңыз).

Мысал 3.1. Құрастыру жад автоматы — элементті "нөлдік күйге" орнату үшін R (Reset — қалпына келтіру) кірісі бар триггер және элементті "бір" күйге орнату үшін s (Set — орнату) кірісі. R=S=0 сигналдары болмаған жағдайда, элемент R немесе S кірісінде жаңа сигналдар алынғанша күйін сақтауы керек.

Триггердің жұмыс шарттары өтпелі кесте түрінде көрсетілуі мүмкін, бұл шындық кестесінің модификациясы. Мур автоматының теңдеулер жүйесімен сипатталған автомат үшін қарапайым түрі бар.

3.5-кесте триггердің жұмыс шарттары

[pic 2]

Кестенің мазмұны келесідей шешіледі. Жад элементі бұрын орнатылған күйді орнатуға байланысты qt=0 немесе qt=1 мәнін сақтай алады. R және S (R=0 және S=0) кірістерінде кіріс сигналдары болмаған кезде кестенің бірінші жолындағы qt+l мәндері qt мәндерін дәл қайталайды. R=l ("нөл" орнату сигналы) сигналы келген кезде элемент күйіне қарамастан нөлге тең мәнді қабылдайды, ДТ+1 =0. Егер S кірісіне "бірлік" орнату сигналы келсе (s=1), онда qt+1=L алдыңғы qt күйіне қарамастан. R және S кірістеріне сигналдарды бір уақытта қабылдау тыйым салынған жағдай болып табылады, өйткені бұл күтпеген жағдайға әкелуі мүмкін. R және S сигналдарын қалыптастыру схемаларында олардың сәйкестігін болдырмайтын құлыптар қарастырылуы керек, S=R=1.

Өтпелі кесте үшін (кестені қараңыз. 3.5) Вейч диаграммасын құруға болады (кесте. 3.6).

3.6-кесте триггердің ауысу кестесіне арналған Вейч диаграммасы

[pic 3]

Бұл кестеде тыйым салынған кіріс сигналдарының тіркесімдері "~" белгісімен белгіленген. Бұл комбинацияларды логикалық тәуелділіктерді жеңілдету үшін пайдалануға болады. Жад элементінің жұмысын сипаттайтын логикалық тәуелділік келесідей болады:

[pic 4]

(3.4) теңдеуі эквивалентті түрлендірулер арқылы алынады. Оған тыйым салынған жағдайларға сәйкес келетін және " ~ " белгісімен белгіленген комбинацияларды қосу, яғни.

[pic 5]

триггер теңдеуін одан әрі жеңілдетуге мүмкіндік береді:

[pic 6]

Алынған тәуелділікті негізде жүзеге асыру үшін және-де Морган ережесін қолданбаңыз және функцияны алыңыз

[pic 7]

Осы тәуелділікке сәйкес жад элементінің схемасын құруға болады — асинхронды RS-триггер. Бұл схемада тек qt+1 шығысын qt кірісіне қосу керек (сурет. 3.9). Бұл байланыс сызықтық сызықпен белгіленген.

[pic 8]

Сурет. 3.9. Асинхронды RS-триггер схемасы: а-схема;

б-электр тізбектеріндегі белгілеу;

в - уақыт кестесі

Триггер атауларындағы бас әріптер мыналарды білдіреді: