Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 169
Текст из файла (страница 169)
7.88(Ь), в предположении, что выполнены условия, указанные в тексте, относящемся к этому рисунку. Сделайте это с помощью моделирующей программы в режиме единичных задержек, либо вручную при задержке в 1 нс на каждый 764 Глава 7. Принципы проектирования последовательностных схем рис. Х7.71. уя тз вентиль. Ведет ли себя схема так, как утверждается в тексте? Замените инвертор в этой схеме тремя инверторами, повторите моделирование и объясните результаты.
Как вы думаете, что произойдет в реальной схеме? 7.?б.Постройте защелку с двумя управляющими входами С1 и С2 и тремя входами данных 01, 02 и 03. Защелка должна быть «открыта» только в том случае, когда на обоих управляющих входах присутствует 1, и в ней должна запоминаться 1, если хотя бы на один из входов данных подана 1. В качестве логики возбуждения используйте свободную от источников опасности двухуровневую схелзу, реал изуюшую выражения вида «сумма произведений».
7,7?.Повторите задачу 7.76, сведя к минимуму число необходимых вентилей и допуская использование в качестве логики возбуждения схем с несколь- кими уровнями логики. 7.78,Перерисуйте временные диаграммы, представленные на рис. 7.90, таким образом, чтобы показать, как будут меняться внутренние переменные состояния в схеме ловушки импульсов, изображенной парис.
7.100, если вначале схема находится в состоянии 00. 7.79.решение задачи о нахождении свободного от гонок способа кодирования 2" состояний с помощью 2л — 1 переменных при и = 2 приводит к диаграмме смежности, показанной на рис. Х7.79. Сравните ее с диаграммой на рис. 7.97. Какая из них лучше и почему? Задачи 765 Р и с. Х7.
70. 7.80. Составьте таблицу потока для ловушки импульсов, подобной схеме классического образца, описанной в разделе 7.10.2, с тем отличием, что новая схема должна обнаруживать в сигнале Р оба перехода из 0 в! и из 1 в О. 7.81. Составьте таблицу потока для схемы классического образца, которая представляет собой О-триггер, переключающийся по двум фронтам. В таком триггере значения входных сигналов принимаются во внимание, а выходные сигналы изменяются в моменты времени, задаваемые обоими фронтами тактового сигнала. 7.82. Составьте таблицу потока для схемы классического образца с двумя входами ЕН и С~К!Н и одним выходом С! КО(!Т, которая ведет себя следующим образом. Если сигнал Е!4 имеет активный уровень на всем данном периоде тактового сигнала, то сигнал С!.КООТ «включен» на всем следующем периоде тактового сигната; другими словами, он должен быть тождествеиеи сигналу СЕК!!Ч. (Здесь под периодом тактового сигнала понимается интервал времени между последовательными нарастающими фронтами в сигнале С1 К!Н.) Если сигнал Е!Ч имеет неактивный уровень на всем данном периоде тактового сигнала, то сигнал С1КО!эТ должен быть «выключен» (и равен!) в течение следующего периода тактового сигнала.
Если в течение данного периода тактового сигнала в сигнале Е!Ч происходит переключение, то сигнал С1.КОЦТ должен быть включен на следующем периоде тактового сигнала, если перед этим он был выключен, и — выключен, если до этого он был включен. После того как вы напишете таблицу потока классического образца, сократите ее, объединяя «совместимые» состояния там, где это возможно. 7 83. Постройте схему, удовлетворяющую условиям задачи 7.82, на переключающихся по фронту О-триггерах (74х74) или,)К-триггерах (74х!09) и вентилях И-НЕ и ИЛИ-НЕ без обратных связей.
Нарисуйте полную принципиальную схему и опишите словами, как именно в вашей схеме достигается желательное функционирование. 7 84. Имеется ли неустойчивость у одной или у обеих схем из двух предыдущих задач, и при каких условиях оиа проявляется? 7 85. Для таблицы потока Х7 85 найдите способ кодирования состояний, позволяющий избежать всех критических гонок. Вы можете вводить дополнительные состояния по мере необхолилюсти, используя при этом возможно меньшее 766 Глава 7. Принципы проектирования последовательностных схем число переменных состояния.
Пусть состоянию А соответствует комбинация из всех нулей. Начертите диаграмму смежности для исходной таблицы потока и составьте модифицированную таблицу потока и новую диаграмму смежности, которая могла бы служить доказательством тою, что предлагаемый вами способ кодирования состояний удовлетворяет условиям задачи, Табл.
К7. 66. Х '1' 00 О1 11 !О Я ОВ Е В О А А В С ОВ © ОВ О О О 7.86. Триггер, у которого значение входного сигнала (или сигналов) принимается во внимание, а выходной сигнал (или сигналы) изменяется только на нарастающем фронте тактового сигнала С1.К, рассматривается как схема классического образца. Докажите, что таблица потока для любого такого триггерасодержитсущественный источник опасности. 7.87. Укажите, где находится существенный источник опасности (или источники) в таблице потока переключающегося по положительному фронту В- триггера на рис. 7.85. 7.88. Найдите существенные источники опасности (если они есть) в таблице потока, полученной в задаче 7,8 Е 7 89. Найдите существенные источники опасности (если они есть) в таблице потока, полученной в задаче 7.82.
7.90. Придумайте словесный перевертыш — логическую головоломку, для которой можно найти правильный ответ одним из двух способов в зависимости от порядка слов. Как можно воспользоваться таким механизмом на политической арене? 7.91- Видоизмените программу на языке АВЕЕ, приведенную в табл. 7.27, таким образом, чтобы кодирование состояний осуществлялось выходными сигналами и, тем самым, необходимое полное число выходов ПЛУ уменьшилось бы на единицу.
7.92. Закончите составление проверочных векторов, начатое в табл. 7.35, для кодового замка из табл. 7.31. Полный набор векторов должен тестировать все переходы из одного состояния в другое и значения выходных сигналов при всех возможных состояниях и значениях сигнала на входе, ПРАКТИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКАСХЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНОЙ ЛОГИКИ ль этой главы состоит в том, чтобы познакомить вас с самыми распростаненными и наиболее надежными методами проектирования последоательностных схем. Поэтому особый упор будет сделан на синхронные с , то есть на такие системы, в которых все триггеры переключаются одним и тем же общим тактовым сигналом.
Хотя весь мир и не марширует в такте одним общим сигналом времени, в пределах одной цифровой системы или подсистемы это вполне осуществимо. Чуть позднее мы покажем, что при соединении цифровых систем или подсистем, у которых тактовые сигналы различны, можно выделить ограниченное число асинхронных сигналов и обрабатывать их особым способом.
Глава начинается с краткого обзора стандартов на документацию, которой сопровождаются последовательностные схемы. Сначала мы снова обратимся к самым главным составным блокам в последовательностных схемах — к защелкам и триггерам, а затем рассмотрим некоторые наиболее гибкие узлы — последовательностные ПЛУ. Будет показано, как в ИС средней степени интеграции и в ПЛУ реализуются счетчики и регистры сдвига, и продемонстрировано их применение. Наконец, мы покажем, как эти элементы объединяются в синхронные системы н «ак при этом обрабатываются неизбежно асинхронные входные сигналы. 8.1. Стандарты документации на последовательностные схемы 8.1.1. Общиетребоеания Стандарты на документацию, относящиеся к названиям сигналов, условным обозначениям и компоновке схем, рассмотренные в главе 5, относятся к цифровой системе в целом, а потому — и к последовательностным схемам, в частности.
Но все же имеет смысл специально выделить следующие правила, которыми необходимо руководствоваться в отношении «последовательностных» элементов систем: « ~«« ««~«н ««««е««« ° «а««ьиои логики Кол«неловка конечных автоматов. СовокУпность тРиггеРов и комбинаци анной логики, образующих конечный автомат, следует размешать — в логическом формате — на одной странице таким образом, чтобы тот факт, что зто — конечный автомат, был очевиден. (Вы ие должны перелистывать страииць«, чтобы найти обратную связь!) Последовательно включенные элементы.
Счетчики и регистры, в том числе регистры сдвига, состоящие из нескольких ИС, следует изображать так, чтобы на принципиальной схеме отдельные звенья оказывались собранными вместе и их последовательное включение было очевидно. ° Триггеры. Обозначение отдельных элементов последовательностной схемы должно строго соответствовать принятому стандарту их изображения, чтобы тип каждого элемента, выполняемая им функция и реакция на воздействие тактового сигнала были ясны. Описание конечных автоматов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
