ТРИГГЕРЫ
Триггеры на потенциальных логических элементах, или потенциальные триггеры, широко применяются в интегральной схемотехнике. Известно много разновидностей триггеров, различающихся выполняемыми функциями и схемными решениями i[3]L Однако чаще всего используется сравнительно небольшое число типов, к которым можно отнести Т-, D-, DV-, RS- и //(-триггеры.
В настоящей главе рассматривается синтез основных типов’, потенциальных триггеров, устойчивых ко всем видам состязаний и отвечающих требованиям простоты схемы и высокого быстродействия.
При синтезе триггеров использована композиционная модель, содержащая УА и управляемый подавтомат (рис. 4.1). В качестве управляемого подавтомата выбрана бистабильная: ячейка. Чем обусловлен такой выбор? Во-первых, тем, что бистабильная ячейка представляет собой элементарный триггер. Логично в основе сложного триггера использовать элементарный триггер. При этом прямой Q и инверсный Q выходы бистабильной ячейки совпадают с выходами сложного триггера. Во-вторых,, бистабильная ячейка имеет симметричную схему. При этом зачастую и УА имеет симметричную схему, что является важным достоинством, так как облегчает изучение, проверку и реализацию схемы на интегральной основе [21].
гера
В настоящей главе и далее используется структура бистабильной ячейки на потенциальных логических элементах типа ИЛИ—НЕ.
Ясно, что синтез на бистабильных ячейках, построенных из элементов типа И—
НЕ, И—ИЛИ—НЕ, может быть проведен аналогично синтезу схем на бистабильных ячейках, построенных из элементов ИЛИ—НЕ.
постоянном значении синхронизирующего сигнала С = 0. Эти таблицы, содержащие варианты построения триггеров как со статическим, так и с динамическим входами управления, являются удобной формой представления потенциальных триггеров.
4.1. Г-ТРИГГЕР
Рис. 4.3. Граф автомата для Г-триггер а
Г-триггер имеет один вход Г. Этот вход можно рассматривать одновременно как информационный и как вход синхронизации. Правило функционирования Г-триггера: сигнал Q на выходе триггера изменяет свое значение при каждом переходе входного сигнала Г: 1->0 и сохраняет значение при переходе сигнала из нуля в единицу. Словесному заданию Г-триггера соответствует граф автомата (рис. 4.3). В вершинах графа над чертой записано значение входного сигнала Г, под чертой — значение выходного сигнала Q. По графу автомата составим таблицу состояний триггера (табл. 4.1). Доопределим в табл. 4.1 неопределенные значения выходных сигналов УА нулями (три других варианта доопределения табл. 4.1 приводят к совпадению переменной Q с переменными 5" или R, что свидетельствует об избыточности переменных, иными словами, о нецелесообразности использования в качестве подавтомата бистабильной ячейки). При этом набору значений входных сигналов (TQ) =з = (1—) соответствует набор значений выходных сигналов УА(5і?) = = (00). Внутренние состояния УА кодируются следующим образом:
(1) - (10), (2) - (00) и (3) -
(1) .
По табл. 4.1 с учетом композиционной модели триггера можно построить диаграмму переходов УА (рис. 4.4). Из диаграммы следует, что переход УА в состояние (2) происходит под воздействием входного набора (1—), а переход из состояния (2) в состояние (1) ив состояние (3) — под воздействием соответственно входных наборов (00) и (01). Петли при каждой вер-
шине диаграммы означают, что внутреннее состояние УА н£ изменяется при данном значении сигнала Т (изменение Q не вызывает изменения внутреннего состояния УА). Диаграмме переводов, представленной на рис. 4.4, соответствует таблица переходов УА Т-триг-
Рис. 4.4. Диаграмма переходов управляющего автомата Г-триггера
гера (табл. 4.2). В строках правой части таблицы переходов записан код внутренних состояний (10), (00), (01), являющийся одновременно и выходным кодом УА. По табл. 4.2 составим структурную таблицу (табл. 4.3). Найдем из табл. 4.3 простые импликанты, покрывающие^ нулевые интервалы, и запишем кратчайшие ДНФ функций 5 и R:
4.2.