IGITÁLI TECHNIKA 7-ik előadás Előadó: r. Oniga István Egyetemi docens 2/2 II félév
zekvenciális (sorrendi) hálózatok zekvenciális hálózatok fogalma Tárolók tárolók JK tárolók T és típusú tárolók zámlálók zinkron számlálók Aszinkron számlálók egiszterek http://www.play-hookey.com/digital/ http://www.asic-world.com/digital/seq.html igitális Technika 2/2 II félév
ZEKVENCIÁLI HÁLÓZATOK FOGALMA A kombinációs hálózatok kimenetei csak a bemenetek állapotaitól, kombinációitól függnek, semmi mástól. A sorrendi áramkörök "emlékeznek", memória jellegük van, a legtöbb, memória elemi áramköröket tartalmaz A legtöbb digitális áramkör mőködése függ az elızményektıl, az idıtıl, és az események sorrendjétıl Ha egy KH egyszerően visszacsatolunk: aszinkron sorrendi hálózat KH t+ Tároló t X Y t Y t+ Ha a visszacsatolt jeleket csak bizonyos idıközönként engedjük vissza a bemenetre egy külsı órajel mindegyik periódusában csak egyszer szinkron sorrendi hálózat. Y= f (X,) igitális Technika 2/2 II félév
TÁOLÓK ÜZEMMÓJAIK: beírás ET a tárolóba logikai beírása törlés EET a tárolóba logikai beírása tárolás TOE az elızı állapot ( vagy ) megtartása TÍPUAIK: - tároló J-K tároló tároló T tároló VEZÉLÉI TÍPUOK: sztatikus tárolók kapuzott tárolók élekkel vezérelt tárolók vegyes vezérléső tárolók órajel felfutó élével vezérelt órajel lefutó élével vezérelt órajel magas értékével engedélyezett órajel alacsony értékével engedélyezett igitális Technika 2/2 II félév
- tároló (latch) olyan billenı áramkör (flip-flop), melynek mindkét állapota stabil (bistabil) n+ n+ Két bemenet: = set, beíró = logikai beírása = reset, törlı = logikai beírása egy (), vagy két (,)kimenete Az n-edik állapotot n indexszel, a következı állapotot n+ indexszel, jelöljük n n tiltott tiltott - latch NO kapukkal Kerüljük az = = állapotot - latch NAN kapukkal Kerüljük az = = állapotot n+ n+ tiltott tiltott n n igitális Technika 2/2 II félév
- tárolók Feltételezet elızı állapot = -- BEÍÁ Feltételezet elızı állapot = -- -- -- -- Feltételezet elızı állapot = -- TÖLÉ -- -- Feltételezet elızı állapot = -- -- igitális Technika 2/2 II félév
Kapuzott - tárolók Engedélyezı bemenet EN EN P 3 P 4 P P 2 EN n n n+ X X n n Tiltott EN(Clk) igitális Technika 2/2 II félév
Kapuzott tároló EN EN n+ n+ n n n n EN Egy bemenet = Engedélyezı bemenet = EN Ha EN = => n+ = n követi -t ha az EN = (aktív) Átlátszó EN igitális Technika 2/2 II félév
Órajelvezérelt - tárolók három bemenete van: (et, beíró), (eset, törlı) Clk (Clock) órajelbemenet (háromszöggel van jelölve) n Egy (), vagy két (, ) kimenete van. Ha töröljük, n+ lesz, ha írjuk, akkor pedig. Órajelvezérelt >Clk >Clk Ha nem írjuk, és nem töröljük, n+ = n (n+-edik kimeneti állapota megegyezik a n-edik állapottal). zinkron mőködés igitális Technika 2/2 II félév
J-K tároló Csak órajel vezérelt lehet Három bemenete van: a J (beíró), a K (törlı) és a Clk (Clock) órajelbemenet Mőködése megegyezik az órajelvezérelt - tárolóval, azonban az - tárolóval ellentétben ha egyszerre írjuk és töröljük, akkor is definiáltan mőködik Ha egyszerre írjuk, és töröljük a tárolót, órajel periódusról órajel periódusra negálja az elızı állapotát, azaz n+ = lesz. n J T(Ck) K P 3 P 4 P P 2 J n K n n+ n n J K Ha az órajel idıtartama nagyobb mind a kapuknak a terjedési ideje, a visszacsatolás miatt a kimenetek oszcillálhatnak igitális Technika 2/2 II félév
Élvezérelt tároló A tárolók kimenete felveszi a bemenetükre érkezı jel értékét, ha az órajel engedi. Egyszerő mőködésük ellenére a legjelentısebb tárolók ( bites memória). C C (a) Felfutó éllel vezérelt (b) Lefutó éllel vezérelt ET EET ET EET igitális Technika 2/2 II félév
Élvezérelt T tároló J-K tároló J és K bemeneteit összekötjük és elnevezzük T-nek Ha mőködtetjük ıket (T = ), a negáltjára változik az órajel ütemében Ha T=, a kimenet megtartja értékét Egyszerő mőködésük ellenére gyakran használt tárolók (számlálok). T J K T T T n+ n n igitális Technika 2/2 II félév
Master-lave flip-flopok Mester-zolga tárolók A J-K flip-flop hiányosságát küszöböli ki. Kimenetén csak akkor jelenik meg az új állapot értéke, amikor a bemeneti vezérlés már hatástalan (Közbensı tárolású tárolók). A Mester az órajel felfutó élére vezérelt, a zolga pedig a lefutó élre. Az órajel felfutó élére történik a bemenetek kiértékelése. Az órajel lefutó élére jelennek meg a kimenetek új állapotai. -M JK-M Bemenetek kiírás fogadása M M J K J K M M J K MATE LAVE MATE LAVE igitális Technika 2/2 II félév
Vegyes vezérlésű tárolók zinkron vezérlı bemenetek : -, J-K,, T (orajelvezérelt) Aszinkron vezérlı bemenetek: Cl (Clear) törlı és Pr (Preset) beíró bemenet. A Pr aszinkron beíró, illetve Cl törlı bemenetek aktív szintje. C P Felfutó élre érzékeny Pr CL Cl Lefutó élre érzékeny Példák 7472E - JK-M FF - 3 bemenető E kapuval 7473E - két JK-M FF külön C k és C l bemenetekkel 7476E - két JK-M, C k, P r, és C l bemenetekkel 7474 - két FF külön, C k, P r, C l, bemenetekkel. 7475 - négy FF, két-két FF közös és C k bemenetekkel rendelkeznek igitális Technika 2/2 II félév
Flip-Flopok jellemzői () Késleltetési idı a szinkron bemenetekhez képest (Pl. 4ns a 74AHC IC családnál) 5% point on triggering edge 5% point 5% point on LOW-to- HIGH transition of 5% point on HIGH-to- LOW transition of t PLH t PHL Késleltetési idı a aszinkron bemenetekhez képest (Pl. 5ns a 74AHC IC családnál) PE 5% point CL 5% point 5% point 5% point t PHL t PLH igitális Technika 2/2 II félév
Flip-Flopok jellemzői (2) Beállási idı setup time - a minimális idı amennyivel az adatok jelen kell legyenek, az órajel elıtt. et-up time, t s Tartási idı hold time - a minimális idı ameddig az adatok nem változhatnak az órajel után. Hold time, t H igitális Technika 2/2 II félév
Tipikus alkalmazások: Pergésmentesítés Memóriak Frekvenciaosztás zámlálók Pergésmentesítés A tárolók alkalmazásai () A kapcsoló nyitásánál illetve zárásánál apró szikrák jelennek meg tévesen többszöri ki-bekapcsolást okoznak Megoldás: latch használata igitális Technika 2/2 II félév
A tárolók alkalmazásai (2) Minden felfutó élre a kimenet az elızı állapot negáltjára vált Egy flip-flop kettıvel osztja a bemenıjelet, két flip-flops négyel.. Frekvenciaosztás zámlálók HIGH HIGH J A J B f out f in K K f in f out igitális Technika 2/2 II félév