Комбинационная схема описывается с помощью системы уравнений (1), гдеFi – булева функция.

Задача анализасостоит в определении статических и динамических свойств комбинационной схемы. В статике определяются булевы функции, реализуемые комбинационной схемой по известной ей структуре. В динамике рассматривается способность надёжного функционирования схемы в переходных процессах при смене значений переменных на входах схемы, т.е. определяется наличие на выходах схемы возможных нежелательных импульсных сигналов, которые не следуют непосредственно из выражений для булевых функций, реализуемых схемой.

11. Особенности работы схем на логических элементах, гонки, понятие информационной помехи, метод тактирования, использование ЛЭ в качестве ключа.

В логических схемах цифровых приборов логические элементы соединены так, чтобы выход каждого элемента работал на один или несколько входов других элементов, в том числе и на свои собственные входы. Для нормального функционирования таких цепей должна быть обеспечена совместимость уровней сигналов «0» и «1»



В качестве примера образования гонок рассмотрим схему и временные диаграммы ее работы, приведенные на Рис.



Анализируя данную схему методами алгебры логики можно утверждать, что на выходе OUT всегда должен быть «0». В реальности на выходе OUT может появиться ложный сигнал, поскольку времена задержки распространения по цепям tА и tB могут быть разными. Такое явление получило название «гонки» или «состязания» (races).
При достаточно большой разнице между временами tА и tB ложный сигнал может быть воспринять последующей схемой как истинный логический.

12. Определение и общие сведения о микросхемах. Серии микросхем, их отличия, ТТЛ, КМОП, ТТЛШ и другие.



13. Логические схемы на биполярных транзисторах, основные параметры и характеристики, особенности применения при разработке цифровых устройств. Привести примеры.

---

14. Построение логического элемента ТТЛ на ЛЭ «И - НЕ». Пример.



15. Логические схемы КМОП, особенности применения микросхем при разработке цифровых устройств. Примеры.

Цифровые логические микросхемы, выполненные на комплементарных МОП транзисторах (КМОП микросхемы). Логические КМОП (КМДП) инверторы. ... В приведённой на рисунке 3 схеме логического КМОП-элемента "2И-НЕ", ток от источника питания на выход КМОП-микросхемы будет поступать через один из транзисторов, если хотя бы на одном из входов (или на обоих сразу) будет присутствовать низкий потенциал (уровень логического нуля). ... Особенности применения КМОП-микросхем. ... Границы уровней логического нуля и единицы для КМОП-микросхем при пятивольтовом питании приведены на рисунке 10. Рисунок 10. Уровни логических сигналов на входе цифровых КМОП-микросхем.

16. Построение логического элемента КМОП на ЛЭ «И - НЕ». Пример.

Логические КМОП (КМДП) элементы "И". Схема логического элемента "И-НЕ" на КМОП микросхемах практически совпадает с упрощенной схемой "И" на ключах с электронным управлением, которую мы рассматривали ранее. Отличие заключается в том, что нагрузка подключается не к общему проводу схемы, а к источнику питания. Это формирует инверсию выходного сигнала. Принципиальная схема логического элемента "2И-НЕ", выполненного на комплементарных МОП транзисторах (КМОП или КМДП), приведена на рисунке 3. Рисунок 3. Принципиальная схема логического элемента "2И-НЕ", выполненного на комплементарных МОП транзисторах (КМОП).

Такой подход построения схем называется комбинационной логикой. Логические элементы – устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме (последовательности сигналов высокого «1» и низкого «0» уровней). ... p-канальный – стрелка от затвора. В основе ЛЭ на ПТ лежат инверторы (ключи). Рассмотрим логические элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ, а также инвертор. ... RS-триггер собирается на базе двух логических элементов: ИЛИ-НЕ и И-НЕ. Различие в том, что триггер на элементах И-НЕ переводится в другое состояние потенциалом логического нуля (активный уровень – низкий). ... Принципиальная схема статического D триггера на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Динамические D триггеры.

17. Основные сведения о дешифраторах. Прямоугольный дешифратор. Области применения дешифраторов.

Логическая схема, преобразующая двоичный код в унарный, когда только на одном из всех выходов появляется активный сигнал. Номер этого активного выхода в десятичном коде совпадает с двоичным кодом, подаваемым на входные линии дешифратора. Принцип действия дешифратора лежит в основе работы всем известного устройства – домофона.

---

По способу построения различают линейные и прямоугольные дешифраторы. Линейный дешифратор. Рассмотрим построение дешифратора, осуществляющего преобразование, заданное табл. 5.6. ... Применение прямоугольного дешифратора может оказаться более выгодным, чем использование линейного дешифратора, в тех случаях, когда велико число входов и нежелательно использование требующихся для построения линейного дешифратора элементов с большим числом входов.

18. Особенности построения мультиплексоров, использование мультиплексоров, мультиплексное дерево.

Устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.

Использование мультиплексоров для синтеза комбинационных устройств. Мультиплексоры могут быть использованы для синтеза логических функций. При этом число используемых в схеме элементов (корпусов интегральных микросхем) может быть значительно уменьшено. ... Если в первом уровне такого дерева используются мультиплексоры с числом адресных переменных nадр1, а во втором - с числом переменных nадр2, то общее число входов мультиплексорного дерева будет равно nинф = 2nадр1 + nадр2

19. Общие сведения о сумматорах, классификация. Одноразрядный сумматор. Компаратор, область применения компаратора.

Сумматор – логический операционный узел ЭВМ, выполняющий арифметическое сложение кодов двух чисел. При арифметическом сложении выполняются и другие дополнительные операции: учёт знаков числа, выравнивание порядков слагаемых и т.п. Указанные операции выполняются в арифметическо-логических устройствах (АЛУ), процессорных элементах, ядром которых являются сумматоры. Сумматоры классифицируют по различным признакам [1] – [14]. По количеству одновременно обрабатываемых чисел: - одноразрядные ... - двоично-десятичные (в общем случае двоично-кодированные)

Полные одноразрядные сумматоры используются в многоразрядных сумматорах при сложении разрядов двоичных чисел, начиная с первого. На входы сумматора поступают сигналы Ai, Bi i-го разряда и сигнал Сх переноса из предыдущего разряда, с выхода снимаются сигналы текущего разряда суммы переноса Ci + X в следующий разряд.

---

Применение компаратора. Используются в схемах измерения электрических сигналов и в аналогово-цифровых преобразователях. В логических цепях работают элементы «или» и «не», также являющиеся компараторами. Соответственно, использование этого компонента не ограничивается конкретными примерами, поскольку он применяется повсеместно. Стоит отметить, что устройство сравнения можно сделать из любого операционного усилителя, но не наоборот. Коэффициент усиления компаратора достаточно высок. Соответственно, его входы очень чувствительны к разнице напряжений между ними. Расхождение в несколько милливольт значительно изменяет напряжение выхода.

20. Общие сведения, классификация триггеров. RS – триггеры с прямыми и инверсными входами. Синхронные и асинхронные триггеры.

1 триггер хранит 1 бит информации. Классификация триггеров: По моменту реакции на входной сигнал триггеры разделяют на асинхронные и синхронные. ... Асинхронный RS-триггер с прямыми входами. R – вход установки триггера в состояние логического 0. Вход S – это вход установки триггера в состояние логической 1. Асинхронным – называется, потому что меняет своё состояние в момент подачи входного сигнала на входы S и R. Активным сигналом для этой схемы является логическая 1. Асинхронный RS-триггер с инверсными входами. ... Синхронный RS-триггер. Триггер является синхронным, так как у него помимо информационных входов S и R, существует управляющий вход C (CLK).

21. Общие сведения, классификация триггеров. JK – триггеры с прямыми и инверсными входами. Синхронные и асинхронные триггеры.

Триггером называется устройство, обладающее двумя устойчивыми состояниями и способное под воздействием управляющих сигналов скачкообразно переходить из одного состояния в другое. Скачкообразный процесс называется регенеративным и характеризуется резким изменением токов и напряжений на элементах схемы.

Классификация:

По типу исполнения:

• 
  — дискретные, построенные путем непосредственного соединения дискретных — активных и пассивных элементов; в качестве активных элементов применяются полупроводниковые приборы (транзисторы, тиристоры) и электронные лампы;
  
• 
  — интегральные, построенные на основе логических элементов, выполненных по интегральной технологии схемотехники.
  

По типу построения:

• 
  — симметричные, полная физическая равнозначность по параметрам одной и другой половины схемы;
  
• 
  — несимметричные, т.е. отсутствие симметрии в построении схем триггера.
  

---

По способу управления:

• 
  — статические, управляемые импульсами или потенциалами;
  
• 
  — динамические, управляемые только импульсами.
  

По способу запуска:

• 
  — с раздельными входами запуска;
  
• 
  — с общим (счетным) входом, т.е. раздельные входы триггера объединены между собой в один общий вход, при воздействии на который триггер от каждого импульса изменяет свое состояние, т.е. считает.
  

Рассмотрим JK-триггер (от англ. jump иkeep), отличающийся от рассмотренного RS-триггера тем, что появление на обоих информационных входах (J и К) логических единиц (для прямых входов) приводит к изменению состояния триггера. Такая комбинация сигналов для JK-триггера не является запрещенной.

В остальном JK-триггер подобен RS-триггеру, причем роль входа S играет вход J, а роль входа R — вход К.

Асинхронный триггер — изменяет свое состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала. Синхронные триггеры - реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации C (от англ. clock).

Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации С (от англ. clock). Этот вход также обозначают термином «такт». Такие информационные сигналы называют синхронными.

22. Общие сведения, классификация триггеров. D – триггеры с прямыми и инверсными входами. Синхронные и асинхронные триггеры.

D-триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения, т. е. Qn+1=Dn Основное назначение D-триггеров - задержка сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации С может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала C=1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический вход изображают на схемах треугольником. Если вершина треугольника обращена в сторону микросхемы (прямой динамический вход), то триггер срабатывает по фронту входного импульса, если от нее (инверсный динамический вход) - по срезу импульса. В таком триггере информация на выходе может быть задержана на один такт по отношению к входной информации.

---

Смотрите также файлы

• Унитарное или Федеративное.docx

• Тема Процессы и инструменты управления проектами системный подход Смоделируйте процесс Инициализация проекта.docx

• Дисциплина Основы управления образовательной организацией Практическое задание 3, Модуль 3.doc

• Ковалёвой Лилии Олеговны курс 2 группа 3 Форма обучения заочная предметы ухода за больными и правила пользования.doc

• Вариант Вопрос Парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды. Парафиновые углеводороды.docx