Тригеры

Тригеры

Atliko: Jevgenij Sakin ir Pui?yt? Dovil? gr.: if – 2

TRIGERIAI IR TRIGERIN?S SCHEMOS

Kombinacini? logini? schem? (angl. – combinational logic) ??jim?

signalai vienareik?mi?kai nustato j? i??jim? signalus. ?ioms schemoms

neegzistuoja praeitis. Tik ?gijusios atmint? login?s schemos gali kaupti

patirt? ir priimti protingus sprendimus. Schemoje ?k?nyta atminties l?stel?

– tai trigeris; protingos login?s schemos – trigerin?s schemos. Protingi

?i? schem? sprendimai yra praeityje ?simintos informacijos pasekm?, tad

trigerin?s schemos dar vadinamos sekvencin?mis (lotyni?kai sequentio –

pasekm?). Ir angli?kai trigerin?s login?s schemos da?niausiai apibr??iamos

s?voka – sequential logic.

KOMBINACIN?S IR TRIGERIN?S SCHEMOS.

ATMINTIES L?STEL?

?iame skyriuje sudarysime kombinacini? ir trigerini? schem?

strukt?rines schemas ir aptarsime j? ypatybes. Sudarysime elementariosios

atminties l?stel?s schem? ir i?siai?kinsime jos veikim?.

Kombinacin?s ir trigerin?s login?s schemos

Kombinacini? logini? schem? strukt?rin? schema

Jau min?jome, kad kombinacini? logini? schem? i??jim? signalus

nustato tik tuo metu veikiantys ??jimo signalai. Grie?tai kalbant, ?is

apibr??imas galioja tik idealioms kombinacin?ms schemoms, nev?linan?ioms

logini? signal?. Realiose kombinacin?se schemose i??jimo signalai ?iek tiek

v?luoja ??jimo signal? at?vilgiu. Tai matyti i? realios kombinacin?s

schemos strukt?rin?s schemos, parodytos 1 paveiksle. ?iame paveiksle ideali

kombinacin? schema nev?lindama ??jimo signal? I1, I2, ..., In ?vykdo

schemos nustatytas logines funkcijas F1, F2, ..., Fm. Kiekvieno naujo

??jimo signal? derinio nustatytos ?i? funkcij? reik?m?s pasiekia realios

kombinacin?s schemos i??jimus tik po tam tikr? v?linimo laik? (t1, (t2,

..., (tm . V?linimo laikas (ti – tai funkcijos fi naujos reik?m?s

did?iausias v?linimo laikas; jis atitinka t? ??jimo signal? derin?, kuriam

veikiant (ti yra maksimalus.

Pateiksime ?simintin? apibr??im?:

[pic]

1 pav. Realios kombinacin?s login?s schemos

strukt?rin? schema

f – tai F po (t .

?odin? ?io apibr??imo interpretacija b?t? tokia: f – tai nauja (atitinkanti

nauj? ??jimo signal? derin?) login?s funkcijos F reik?m?, kuri pasieks

realios schemos i??jim? tik po laiko (t. Kol laikas (t nesibaig?, schemos

i??jime dar yra ?i login?s funkcijos reik?m? f ; pasibaigus v?linimo laikui

?i? funkcijos reik?m? f pakeis kita funkcijos reik?m? F.

Aptartosios s?vokos n?ra da?nai taikomos, kai kalbama apie

kombinacines schemas, ta?iau jos yra pamatin?s, ai?kinant trigerini?

logini? schem? veikim?. Svarbu dar ir tai, kad ?ios s?vokos padeda

pasteb?ti pana?um? tarp reali? kombinacini? schem? ir trigerini? schem?.

Po laiko (t ( (timax realios kombinacin?s schemos i??jimuose nusistovi

stabilios, nekintan?ios iki kito ??jimo signal? derinio, logini? funkcij?

reik?m?s

fi (I1, I2, ..., In) = Fi (I1, I2, ..., In).

Kombinacin?s login?s schemos dirbs be klaid?, jei nauji signal?

deriniai j? ??jimuose atsiras tik po to, kai schemos i??jimuose nusistov?s

stabilios logini? funkcij? reik?m?s, tai yra, bent po laiko (timax .

Trigerini? logini? schem? strukt?rin?s schemos

Aptardami trigerines schemas vietoje gana ilgo termino " trigerio ar

trigerin?s schemos i??jim? signal? reik?m?s" naudosime trumpesn? pla?iai

taikom? termin? "trigerio ar trigerin?s schemos i??jim? b?viai".

Trigerini?, arba sekvencini?, logini? schem? i??jim? b?vius nustato ne

tik tuo metu veikiantys i?oriniai ??jim? signalai, bet ir gr??tamojo ry?io

signalai, kurie priklauso nuo schemos atminties ?tais? b?vi?. Da?nai

i?oriniai ??jim? signalai vadinami pirminiais ??jim? signalais (angl. –

external, arba primary, inputs), o gr??tamojo ry?io – vidiniais, arba

antriniais, ??jim? signalais (angl. – feedback signals, state, arba

secondary, inputs).

Skiriamos sinchronin?s ir asinchronin?s trigerin?s login?s schemos

(angl. – synchronous or clock mode sequential logic; asynchronous

sequential logic).

Sinchronin?s trigerin?s login?s schemos strukt?rin? schema parodyta 2

paveiksle. Reik?t? ?sid?m?ti ? ?i? schem? ?ra?ytus terminus. ?vairius

??jimo signal? pavadinimus jau aptar?me. Periodinius sinchronizuojan?ius

arba, valdan?iuosius, signalus (angl. – control inputs) sukuria sistemos

sinchronizuojan?i?j? impuls? generatorius, arba sistemos valdantysis

generatorius (angl. – system clock).

[pic]

2 pav. Sinchronin?s trigerin?s login?s schemos strukt?rin? schema

Sinchronin?se trigerin?se login?se schemose da?niausiai naudojami

atminties ?taisai yra dinaminiai trigeriai, kurie gali keisti savo b?vius

tik sinchronizuojan?iojo impulso priekinio fronto metu. Tai rei?kia, kad

kombinacin?s login?s schemos sukurti ?adinimo signalai nekei?ia dinamini?

trigeri? b?vi? iki sinchronizuojan?iojo impulso priekinio fronto, tai yra

kito takto prad?ios. Tik po to ?adinimo, arba kito b?vio signalai, tampa

trigeri? ?i? b?vi? signalais schemos i??jimuose. Patek? ? kombinacin?s

schemos ??jimus kaip gr??tamojo ry?io signalai, jie kartu su i?oriniais

??jim? signalais formuoja naujus ?adinimo signalus.

Sinchronines trigerines logines schemas patogu projektuoti suskaidant

laik? ? taktus ir apra?ant ?vykius schemoje kiekvieno takto metu. ?ios

schemos dirba be klaid?, jei tenkinami du reikalavimai:

– prie? prasidedant kiekvienam naujam taktui, schema turi b?ti

stabiliame b?vyje: turi nek?sti ??jimo signalai ir b?ti nusistov?j?

loginiai lygiai ir kombinacini? schem?, ir trigeri? i??jimuose;

– po kiekvieno naujo takto prad?ios, i?oriniai ??jimo signalai nors

trump? laik? turi i?likti nepakit?.

Laikas prie? kiekvieno takto prad?i? (3 pav.) vadinamas parengties,

arba nustatymo, laiku tsu (angl. – setup time), laikas po kiekvieno takto

prad?ios – ?tvirtinimo, arba i?laikymo, laiku (angl. – hold time).

[pic]

3 pav. Sinchronini? trigerini? schem? parengties (tsu) ir ?tvirtinimo

laikai (th)

Asinchronin?s trigerin?s login?s schemos strukt?rin? schema skirt?si

nuo 2 paveikslo schemos tik tuo, kad joje neb?t? sinchronizuojan?i?

signal?. Asinchronin?s trigerin?s login?s schemos veikia be klaid?, jei,

prie? paduodant kiekvien? i?orin? ??jimo signal?, schemoje visi b?viai esti

nusistov?j?, ir tuo pat metu kei?iasi tik vieno i? i?orini? ??jim?

signalas.

Asinchronines trigerines schemas projektuoti sunkiau, tod?l jos

naudojamos tik tuomet:

– kai sinchronin?s schemos yra nepakankamai spar?ios;

– kai schema apdoroja pavienius neperiodinius ir nesinchronizuotus

loginius signalus;

– kai d?l koki? nors prie?as?i? (pavyzd?iui, ribotos autonominio

maitinimo ?altinio galios) sinchronizuojan?i? signal? neformuoja.

Trigerin?s login?s schemos da?nai vadinamos sinchroniniais arba

asinchroniniais (nelygu kokia trigerin? schema) b?vi? automatais. Kartais

vartojamas ir kitas terminas – sinchroniniai arba asinchroniniai b?vi?

generatoriai (angl. – synchronous arba asynchronous state machine).

Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel?

Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? – kiekvieno trigerio

svarbiausioji dalis. Sudarysime ?ios l?stel?s elektrin? principin? ir

login? schemas, i?siai?kinsime j? veikim? ir ypatybes.

[pic]

4 pav. Pirmasis dviej? b?vi? atminties l?stel?s schemos variantas

Dviej? b?vi? atminties l?stel?s schem? sudaro du var?inio stiprintuvo

laipsniai, kuriuose sudarytas teigiamas gr??tamasis ry?ys tarp antrojo

laipsnio i??jimo ir pirmojo laipsnio ??jimo (9.4 pav.).

?i? schem? galima apib?dinti ir taip: tai dviej? laipsni?

stiprintuvas, kurio kiekvieno laipsnio i??jimas sujungtas su kito laipsnio

??jimu. Ta?iau da?niausiai teikiamas ?itoks apibr??imas: tai du var?inio

stiprintuvo laips-

[pic]

5 pav. Pagrindin? atminties l?stel?s schema

niai, kuriuose sudarytas kry?minis gr??tamasis ry?ys tarp i??jim? ir

??jim?.

Pagal ?? paskutin?j? apra?ym? perbrai?yta 4 paveikslo schema parodyta

5 paveiksle. Galimi du ir tik du stabil?s ?ios schemos b?viai. Tarkime, kad

tranzistorius VT1 yra atviras. Tuomet atviro tranzistoriaus kolektoriaus

?emas ?tampos lygis palaiko u?dar? tranzistori? VT2. Auk?tas u?daro

tranzistoriaus VT2 kolektoriaus ?tampos lygis palaiko atvir? tranzistori?

VT1. Toks b?vis – atviras VT1 ir u?daras VT2 – yra stabilus ir gali trukti

tol, kol nei?jungsime maitinimo ?tampos.

Galimas ir kitas stabilusis b?vis, kai atviras yra tranzistorius VT2.

Tuomet ?emas ?io tranzistoriaus kolektoriaus ?tampos lygis laiko u?dar?

tranzistori? VT1, o ?io auk?tas kolektoriaus ?tampos lygis – atvir?

tranzistori? VT2. Ir ?is b?vis – u?daras VT1 ir atviras VT2 – trunka tol,

kol nei?jungiama maitinimo ?tampa.

B?vis, kai abu tranzistoriai u?dari, negalimas, nes bet kurio u?daro

tranzistoriaus auk?tas kolektoriaus ?tampos lygis tuojau pat atidaryt? kit?

u?dar? tranzistori?.

B?vis, kai abu tranzistoriai praviri, galimas, bet nestabilus, nes

ma?iausias bet kurio tranzistoriaus kolektoriaus ?tampos ar srov?s pokytis

nustato vien? i? stabili?j? schemos b?vi?. Aptarkime, kaip tai vykt?. Abu

tranzistoriai gali b?ti praviri tik tuomet, kai jais teka nekintan?ios

vienodo stiprumo srov?s. Tarkime, kad ka?kuriuo laiko momentu

tranzistoriaus VT1 srov? ?iek tiek padid?jo. To prie?astis gali b?ti net ir

chaoti?kas sudaran?i? srov? elektron? jud?jimas. Padid?jusi VT1

kolektoriaus srov? ?iek tiek padidina ?tampos kritim? rezistoriuje R1,

tod?l VT1 kolektoriaus ?tampa truput? suma??ja ir pridaro tranzistori? VT2,

o tai, savo ruo?tu, padidina jo kolektoriaus ?tamp?. Padid?jusi VT2

kolektoriaus ?tampa dar labiau stiprina tranzistoriaus VT1 srov? ir ma?ina

jo kolektoriaus ?tamp?. ?itoks gri?ties procesas labai greitai tranzistori?

VT1 ?sotina, o tranzistori? VT2 u?daro – schema pereina ? vien? i? dviej?

stabili?j? b?vi?.

Tranzistori? kolektori? ?tampos visuomet esti inversin?s viena kitos

at?vilgiu: atvirojo tranzistoriaus kolektoriaus ?tampos lygis ir loginis

lygis yra ?emas, u?darojo – auk?tas.

[pic]

6 pav. Dviej? b?vi? atminties

l?stel?s login? schema

Schema, kurioje galimi tik du stabil?s b?viai, naudojama kaip

atminties l?stel? vieno bito informacijai saugoti. Tokia atminties l?stel?

dar n?ra trigeris, nes jos ??jimai, tranzistori? baz?s, tiesiogiai susieti

su i??jimais – tranzistori? kolektoriais. Trigeriuose ??jimai ir i??jimai

turi b?ti atskirti.

Dviej? b?vi? atminties l?stel?s login? schem? sudaro tik du loginiai

elementai. 5 paveikslo schemoje nesunku ??i?r?ti du inverterius. Kiekvieno

inverterio i??jimas sujungtas su kito inverterio ??jimu – tai ir parodyta

atminties l?stel?s login?je schemoje 6 paveiksle.

BAZINIAI TRIGERIAI IR J? APRA?YMAS

Loginis ?taisas, turintis du ir tik du stabilius b?vius, ir du

inversinius vienas kito at?vilgiu i??jimus, vadinamas trigeriu (angl.

trigger – ?autuvo gaidukas). Kiekvieno ir sud?tingo, ir paprasto trigerio

pagrind? sudaro vienas i? dviej? bazini? trigeri?. ?iame skyriuje labai

detaliai i?nagrin?sime t? bazini? trigeri? schemas ir j? apra?ymo b?dus.

Tik labai gerai i?siai?kin? papras?iausi? trigeri? veikim?, gal?sime

s?kmingai analizuoti sud?tingus trigerius ir trigerines schemas.

Bazinis SR trigeris

[pic]

7 pav. Bazinio SR trigerio elektrin? principin? schema

Dviej? stabili? b?vi? atminties l?stel? tampa trigeriu, kai joje

sudaromi atskirti vienas nuo kito ??jimai ir i??jimai. Jei ? schem? 5

paveiksle lygiagre?iai kiekvienam tranzistoriui ?jungsime dar po vien?

tranzistori?, turint? bendr? kolektoriaus apkrov? su ankstesniuoju

tranzistoriumi, gausime bazinio trigerio schem?, parodyt? 7 paveiksle.

Paprastai vienas tokio trigerio ??jimas vadinamas nustatymo, arba ?ra?ymo,

??jimu (angl. – set), kitas – numetimo, arba i?trynimo, ??jimu (angl. –

reset). Pagal angli?k?j? ??jim? pavadinim? pirm?sias raides S ir R ?is

trigeris vadinamas SR trigeriu.

Trigeri? i??jimai paprastai ?ymimi raid?mis Q ir Q. Tiesioginiu

trigerio i??jimu Q laikomas tas i??jimas, kuriame gaunamas ??jimo S

signalas. Sakoma, kad trigeris yra nustatytas ? loginio 1 b?v?, arba

?ra?ytas (set), kai i??jimo Q loginis lygis yra auk?tas: Q = 1. Trigeris

yra nustatytas ? 0 b?v?, arba i?trintas (reset), kai Q = 0.

I?nagrin?sime schemos, parodytos 7 paveiksle, veikim?. Tegul ?ios

schemos ??jimas IN1 yra S ??jimas, o IN2 – R. Kadangi schema simetri?ka,

??jimus galime pasirinkti laisvai, ta?iau pasirinkt? ??jim? signalus turi

atitikti tik tam tikr? i??jim? signalai. Tarkime, kad signalai ??jimuose

?itokie: S = 1, R = 0. Auk?ta ??jimo IN1 ?tampa atidaro tranzistori? VT1

ir, nepriklausomai nuo to, atviras ar u?daras VT2, sukuria ?em? VT1

kolektoriaus ?tamp?. ?is ?emas ?tampos lygis u?daro tranzistori? VT3. ?emas

??jimo IN2 loginis lygis R = 0 u?daro tranzistori? VT4. Jei ir VT3 ir VT4

u?dari, j? kolektoriaus potencialas lygus maitinimo ?altinio ?tampai. Tai

esti auk?tas ?tampos lygis, kuris atidaro tranzistori? VT2. Taigi ??jim?

signalai S = 1 ir R = 0 atidaro VT1 ir VT2 bei u?daro VT3 ir VT4: nustato

?em? ??jimo I?1 ?tampos lyg? ir auk?t? i??jimo I?2 ?tampos lyg?. Pagal

anks?iau suformuluot? taisykl?, kad i??jimas Q yra tas i??jimas, kuriame

pakartojamas S ??jimo signalas, darome i?vad?, kad SR trigeryje tiesioginis

i??jimas Q yra i??jimas I?2, o inversinis i??jimas Q yra i??jimas I?1.

I?nagrin?kime atvej?, kai po logini? signal? S = 1 ir R = 0,

atidariusi? tranzistorius VT1 ir VT2 bei u?dariusi? tranzistorius VT3 ir

VT4, ? bazinio SR trigerio schem? paduodami signalai S = 0 ir R = 0. Nors

?emas ??jimo S ?tampos lygis ir u?daro tranzistori? VT1, jo kolektoriaus

potencialas lieka ?emas, nes VT2 yra atviras – tai garantuoja auk?ta u?dar?

tranzistori? VT3 ir VT4 kolektori? ?tampa. Taip pat, jei ??jimo signalai S

= 0 ir R = 0 patenka ? triger? po signal? S = 0 ir R = 1, tai tranzistoriai

VT1 ir VT2 lieka u?dari, o tranzistoriai VT3 ir VT4 – atviri. Tad galime

daryti i?vad?, kad signalai S = 0 ir R = 0 nekei?ia prie? tai buvusio

trigerio b?vio.

Liko neaptartas paskutinysis ??jimo signal? rinkinys: S = 1 ir R = 1.

Kol ?ie signalai veikia, ir tranzistorius VT1, ir tranzistorius VT4 yra

atviri, tod?l i??jimuose Q ir Q gaunama ?ema ?tampa. Nustojus veikti tiems

??jimo signalams, ma?iausias ?tampos ar srov?s pokytis gali pervesti

triger? ? vien? i? dviej? vienodai tik?tin? stabili? b?vi?: arba VT1 ir VT2

u?sidaro, o VT3 ir VT4 lieka atviri, arba VT1 ir VT2 lieka atviri, o VT3 ir

VT4 u?sidaro. Signal? rinkinys S = 1 ir R = 1 yra ?iam trigeriui

draud?iamas, nes, pirma, kol ?ie signalai veikia, tol Q = Q = 0, o tai

neatitinka trigerio apibr??imo – trigeris nustoja buv?s trigeriu. Antra,

kai ?ie signalai baigiasi, trigeryje nusistovi atsitiktinis i? anksto

nenusp?jamas b?vis. I?skyrus kai kuriuos atvejus, tokia situacija

nepriimtina nei trigeriuose, nei schemose su trigeriais.

Sudarysime SR trigerio login? schem?. Nesunku pasteb?ti, kad 7

paveikslo schem? sudaro du loginiai elementai 2ARBA-NE su kry?miniais

gr??tamaisiais ry?iais: kiekvieno loginio elemento i??jimas sujungtas su

kito elemento ??jimu.

Trigerio tiesioginis i??jimas Q yra i??jimas to loginio elemento, ? kur?

ateina ??jimo signalas R. Inversinis trigerio i??jimas Q yra i??jimas to

loginio elemento, ? kur? ateina ??jimo signalas S. Taip sudaryta bazinio SR

trigerio login? schema parodyta 8 paveiksle.

[pic]

8 pav. Bazinio SR

trigerio login? schema

Pa?ym?sime, kad sudarytoji schema, kaip ir kiekviena login? schema,

veikia nepriklausomai nuo loginio elemento atmainos: TRTL, TTL, nMOP, KMOP

ar kitos. Parinktoji logika tik apibr??ia trigerio parametrus: veikimo

spart?, vartojam? gali?, atsparum? trikd?iams ir pana?iai. Kadangi ?vairi?

logini? element? principini? schem? atmainas ir j? savybes i?samiai

nagrin?jome antrojoje knygos dalyje, trigerius ir trigerines schemas

nagrin?sime tik sudaryt? i? logini? element? logini? schem? arba dar labiau

apibendrint? funkcini? schem? lygmenyje. Pastarosios schemos sudaromos i?

sud?tingesni? u? loginius elementus funkcini? mazg?.

Aptarsime bazinio SR trigerio veikim? logini? element? lygmenyje.

Prie? tai prisiminkite, kad "stiprusis" signalas, vienareik?mi?kai

nustatantis b?v? loginio elemento ARBA (taip pat ir loginio elemento ARBA-

NE) i??jime, yra loginis vienetas arba auk?tas ?tampos lygis. Vadinasi, kai

login?s schemos ??jimuose yra signal? rinkinys S = 1 ir R = 0, signalas S =

1 vienareik?mi?kai nustato Q = 0. Signalai R = 0 ir Q = 0 savo ruo?tu

nustato Q = 1.

??jimo signal? rinkinys S = 1 ir R = 1 SR trigeriui yra draud?iamas,

nes jis vienareik?mi?kai nustato ?io trigerio i??jimuose Q = Q = 0.

8 paveiksle parodytas bazinis SR trigeris dar vadinamas baziniu ARBA-

NE trigeriu, ?itaip pabr??iant, kad jis yra sudarytas i? logini? element?

ARBA-NE (angl. – basic S-R latch; S-R NOR latch arba NOR latch; ?ia

pa?ym?sime, kad terminas trigger literat?roje angl? kalba beveik

nevartojamas, elementar?s trigeriai da?niausiai vadinami latch – sp?stais,

sud?tingesni trigeriai – flip-flop).

Du bazinio SR trigerio ??jimo signal? rinkiniai SR = 10 ir SR = 01

vadinami aktyviaisiais, arba nustatan?iaisiais. Rinkinys SR = 10 nustato

trigerio b?v? Q = 1, rinkinys SR = 01 – b?v? Q = 0. ??jimo signal?

rinkinys SR = 00 vadinamas pasyviuoju, arba neutraliuoju, nes nekei?ia

prie? tai buvusio trigerio b?vio. T? pat? galime suformuluoti ir kitaip:

tik vienetas yra aktyvusis bazinio trigerio ARBA-NE ??jimo signalas. S = 1

nustato trigerio b?v? Q = 1, R = 1 – b?v? Q = 1. ??jimo signal?

rinkinys SR = 11 baziniam SR trigeriui yra draud?iamas.

[pic]

10 pav. Grafinis

SR trigerio ?ymuo

Bazinio SR trigerio grafinis ?ymuo parodytas 10 paveiksle.

Bazinis (S(R trigeris

?inome, kad nMOP arba KMOP loginiai elementai ARBA-NE b?na

paprastesni u? loginius elementus IR-NE. Tod?l nMOP ir KMOP serij?

mikroschemose paprastai naudojamas bazinis SR trigeris i? logini? element?

ARBA-NE. TTL serijose paprastesni loginiai elementai IR-NE, tod?l TTL

serij? mikroschemose da?niau naudojamas bazinis (S(R, arba bazinis IR-NE,

trigeris (basic (S(R latch, (S(R NAND latch, NAND latch).

[pic]

9 pav. Bazinio (S(R

trigerio login? schema

Pritaik? de Morgano teorem?, 8 paveiksle parodyt? SR trigerio login?

schem? galime pakeisti schema, sudaryta i? logini? element? 2IR-NE (9

pav.). Po kintam?j? ??jime inversijos loginis elementas 2ARBA-NE vykdo

login? funkcij? 2IR. Vadinasi, sudarius schem? i? logini? element? 2IR-NE,

inversija bus atliekama ne tik schemos ??jimuose, bet ir jos i??jimuose –

tai ir matyti 9 paveiksle.

Logini? element? IR ir IR-NE ??jime "stiprusis" signalas,

vienareik?mi?kai nustatantis b?v? loginio elemento i??jime, yra nulis. Tai

rei?kia, kad (S(R trigerio b?v? nustato aktyvieji ??jimo signal? rinkiniai

(S(R = 01 ir (S(R = 10. ??jimo signalas (S = 0 (S = 1) nustato bazinio (S(R

trigerio b?v? Q = 1, o signalas (R = 0 (R = 1) – b?v? Q = 1. Rinkinys (S(R

= 11 yra pasyvusis, o (S(R = 00 draud?iamas, nes tuomet Q = Q = 1.

[pic]

11 pav. Grafinis (S(R trigerio ?ymuo

Bazinio (S(R trigerio ?ymuo parodytas 11 paveiksle.

Abu bazinio trigerio variantai pasi?ymi pana?iomis, bet ne visi?kai

vienodomis savyb?mis. Tod?l analizuojant bet kurio sud?tingo trigerio

ypatybes, pirmiausia reikia i?siai?kinti, koks bazinis trigeris yra to

trigerio pagrindas.

Bazini? trigeri? apra?ymas

Trigerius galima apra?yti visaip. Vieni apra?ymo b?dai patogesni

sprend?iant vieno tipo u?davinius, kiti – kitokius. ?iame poskyryje

i?moksime apra?yti bazinius trigerius beveik visais ?inomais b?dais ir

aptarsime, kaip juos pasirinkti. Tai leis pasirinkti tinkamiausi? sud?tingo

trigerio ar trigerin?s schemos apra?ymo b?d?.

V?linan?iojo trigerio modelis

Realaus trigerio i??jimo signalas v?luoja ??jimo signal? at?vilgiu.

Tai gerai matyti sudarius papras?iausi? v?linan?io trigerio model?. ?iame

modelyje vis? ?? triger? sudaran?i? logini? element? v?linimas i?rei?kiamas

vienu suminiu v?linimo laiku (t, kuriuo v?luoja pagrindinis trigerio

i??jimo signalas Q.

[pic]

12 pav. V?linan?iojo SR trigerio modelis

V?linan?iojo SR trigerio modelis parodytas 12 paveiksle; ?ia q – ?io

trigerio b?vio (angl. – present state) i??jimo signalas; Q – kito trigerio

b?vio (angl. – next state) i??jimo signalas; (t – did?iausias signalo

v?linimo laikas trigeryje.

I? paveikslo matyti, kad did?iausi? trigerio v?linimo laik? sudaro

dviej? logini? element? v?linimo laikai:

(t ( 2tv ;

?ia tv – vieno loginio elemento v?linimo laikas (angli?kai paprastai

?ymimas tpd arba tgd – propagation delay arba gate delay).

Labai svarbu ?siminti, kad ?is trigerio b?vis q tampa kitu trigerio b?viu Q

po (t.

Charakteringoji lygtis

Trigerio charakteringoji, arba b?dingoji, lygtis sieja trigerio kito

b?vio i??jimo signal? su i?oriniais trigerio ??jimo signalais ir vidiniu

??jimo, arba gr??tamojo ry?io, signalu – ?iuo trigerio b?viu.

Charakteringoji lygtis u?ra?oma remiantis v?linan?iojo trigerio modelio

logine schema.

Tuomet SR trigerio (12 pav.) kito b?vio i??jimo signalas

Q ( S + q + R ( (S + q)( R ( SR + qR .

Apvestoji dalis yra SR trigerio charakteringoji lygtis. Ji apra?o

gr??tam?j? ry?? trigeryje: Q matome ir kairiojoje, ir de?iniojoje lygties

pus?se, nes q yra Q po (t. Be to, charakteringoji lygtis teigia, kad

trigerio kito b?vio signalas Q esti ir i?orini? ??jimo signal? S ir R, ir

trigerio ?io b?vio q funkcija.

B?vi? reik?mi? lentel?

Pagal trigerio charaktering?j? lygt? galime sudaryti jo b?vi?

reik?mi? lentel? (angl. – present state – next state table, arba state

table). SR trigerio b?vi? reik?mi? kaita parodyta 1 lentele.

1. lentel?. SR trigerio b?vi? reik?mi? lentel?

|??jimo signalai |I??jimo |Komentarai |

| |signalas| |

|Vidinis |I?orini| | | |X = S+q(po |

|??jimo, |ai |Kito |?is |Triger|(t) = |

|arba ?io |??jimo |b?vio |b?vis |io |= S+Q |

|b?vio |signala|signalas| |b?vis | |

|i??jimo, |i | | | | |

|signalas | | | | | |

|q |S |R |Q |q |Q |X ( Q |

|0 |0 |0 |0 |stabilus|R |1 |

|0 |0 |1 |0 |stabilus|R |1 |

|0 |1 |0 |1 |nestabil|S |0 |

| | | | |us | | |

|0 |1 |1 |0 |stabilus|R |0 |

|1 |0 |0 |1 |stabilus|S |0 |

|1 |0 |1 |0 |nestabil|R |1 |

| | | | |us | | |

|1 |1 |0 |1 |stabilus|S |0 |

|1 |1 |1 |0 |nestabil|R |0 |

| | | | |us | | |

I? sudarytosios lentel?s matyti, kad trigeris turi tris ??jimo

signalus: i?orini? ??jim? S ir R bei vidin? ??jimo, arba gr??tamojo ry?io,

signal? q. Charakteringoji lygtis leid?ia pagal ?iuos tris ??jimo signalus

nustatyti trigerio i??jimo, arba kito b?vio, signal? Q.

?is trigerio b?vis q yra stabilus, kai q ( Q. Kai q ( Q, po laiko (t

q reik?m? pakinta ir b?na lygi Q.

Loginio kintamojo X ( Q reik?m?s rodo, kad trigerio i?orini? ??jimo

signal? rinkinys SR ( 11 yra draud?iamas, nes tuomet Q ir Q reik?m?s

sutampa. ?? draud?iam?j? SR rinkin? atitinkan?ios lentel?s eilut?s yra

i?skirtos.

B?vi? kaitos diagrama

Remiantis trigerio b?vi? reik?mi? lentele, galima nubrai?yti t? b?vi?

kaitos diagram?. Beje, j? galima sudaryti ir pagal trigerio charaktering?j?

lygt?. B?vi? diagramoje ?is trigerio b?vis q ( 0 ?ymimas skritul?lyje

?ra?yta a raide, o q ( 1 – skritul?lyje ?ra?yta b raide. Pakitus trigerio

i?oriniams ??jimo signalams, trigerio b?vis gali likti toks pats – b?vi?

diagramoje tai atvaizduojama gr??tan?ia ? t? pat? skritul?l? rodykle. Jei

pakitus i?oriniams ??jimo signalams trigerio b?vis kinta, b?vi? diagramoje

tai atvaizduojama nukreipta ? kit? skritul?l? rodykle. Trigerio b?vi?

kaitos diagramoje str?lyt? visuomet eina i? skritul?lio, kuriame ?ra?ytas

?is trigerio b?vis, ? skritul?l?, kuriame ?ra?ytas kitas trigerio b?vis.

[pic]

13 pav. SR trigerio b?vi? kaitos diagrama

SR trigerio b?vi? kaitos diagrama, sudaryta pagal 1 lentel?, parodyta

13 paveiksle.

Ji tik patvirtina anks?iau pateiktas ?inias apie SR triger?: ??jimo

signal? rinkinys SR ( 00 yra pasyvus, nekei?iantis trigerio b?vio; SR ( 10

nustato trigerio b b?v? (q ( 1), o SR ( 01 – a b?v? (q ( 0).

Veikimo algoritmas

[pic]

15 pav. SR trigerio

veikimo algoritmo

blokin? schema

Anks?iau min?jome, kad trigeriai ir schemos su trigeriais vadinami

b?vi? automatais. ?i? automat? veikim? galime apra?yti programi?kai.

SR trigerio veikimo algoritmas parodytas 15 paveiksle. Veikimo

algoritm? blokin? schem? sudaro b?vi? blokeliai, pa?ym?ti raid?mis a (q (

0) ir b (q ( 1), bei sprendimo pri?mimo blokeliai. I?nagrin?j? ??

algoritm?, galime ?sitikinti, kad jis atitinka SR trigerio b?vi? kaitos

lentel? ir diagram?.

Karno diagrama

Remiantis trigerio charaktering?ja lygtimi, jo b?vi? lentele arba

diagrama, galima sudaryti trigerio Karno diagram?. ?ios Karno diagramos

argumentai, loginiai kintamieji, yra trigerio vidiniai ir i?oriniai ??jimo

signalai q, S bei R; ? diagram? ?ra?oma login? funkcija – kitas trigerio

b?vis Q.

SR trigerio Karno diagrama parodyta 14 paveiksle.

[pic]

14 pav. SR trigerio Karno diagrama

Karno diagrama labai gerai tinka trigerio b?vio stabilumui nustatyti:

jei ? diagramos langel? ?ra?yta trigerio kito b?vio reik?m? Q sutampa su

?io trigerio b?vio reik?me q, tai trigerio b?vis yra stabilus, nes po laiko

(t q reik?m? i?liks ta pati. Ir atvirk??iai, jei ? diagramos langel?

?ra?yta trigerio kito b?vio reik?m? Q skiriasi nuo ?io trigerio b?vio

reik?m?s q, tai rei?kia, kad trigerio b?vis yra nestabilus, nes po laiko (t

q reik?m? pakis, sutaps su trigerio kito b?vio reik?me Q. 14 paveiksle

stabil?s trigerio b?viai pabraukti.

Pagal Karno diagram? galima u?ra?yti trigerio charaktering?j? lygt?,

trigerio kito b?vio Q priklausomyb? nuo vidini? ir i?orini? ??jimo signal?

q, S ir R. Tuo tikslu diagramoje sudarome du vienet? kont?rus p1 ir p2 ir

gauname, kad

Q ( p1 + p2 ( SR + qR .

?vyki? diagrama

[pic]

16 pav. SR trigerio

?vyki? diagrama

?vyki? diagrama – tai modifikuota Karno diagrama, kurioje b?vi? kait?

vaizduoja str?lyt?s. Be to, ? kvadrat?lius paprastai ra?omi ne nuliai ir

vienetai, bet juos atitinkantys b?vi? pavadinimai a ir b (16 pav.).

Kai i?oriniai signalai S ir R pakinta taip, kad kitas trigerio b?vis Q

i?lieka toks, koks buv?s, ?vyki? diagramoje tai vaizduoja horizontali

rodykl?, nukreipta i? stabilaus ? stabil? b?v?: i? a ? a arba i? b ? b.

?vykius, kai i?oriniai signalai kei?ia kit? trigerio b?v? Q, vaizduoja

lau?ta rodykl?, nukreipta horizontaliai i? stabilaus b?vio ? nestabil? ir

vertikaliai i? nestabilaus b?vio ? nauj? stabil?j?.

Tokius du ?vykius paai?kinsime pavyzd?iais.

1. Pradinis trigerio b?vis apra?omas rinkiniu qSR ( 110. Tegul

pirmasis ?vykis trigeryje yra ??jimo signal? pokytis i? SR ( 10 ? SR ( 00.

Per laik? (t ?vyksiant? pokyt? 16 paveiksle vaizduoja horizontali rodykl?

1, nukreipta i? kvadrat?lio 110 ? kvadrat?l? 100, tai yra i? stabilaus b ?

stabil? b.

2. Pradinis trigerio b?vis qSR ( 100. Antrasis ?vykis – ??jimo signal?

pokytis SR ( 00 ( 01. Per?jimas ? nauj? b?v? qSR ( 101 vaizduojamas lau?ta

rodykle 2, nukreipta horizontaliai i? stabilaus b ? nestabil? a ir

vertikaliai i? nestabilaus a ? stabil? b.

Atkreipkite d?mes?, kad kiekvienas ?vykis visuomet baigiasi stabiliu

b?viu.

[pic]

17 pav. SR trigerio ?vyki? diagrama padavus draud?iam?

SR signal? rinkin?

?vyki? diagrama vaizd?iai parodo ??jimo signal? rinkinio SR ( 11

draud?iamum?. Tarkime, kad pradin? trigerio b?v? qSR ( 011 nustat?

draud?iamas ??jimo signal? rinkinys SR ( 11, po kurio ? i?orinius trigerio

??jimus buvo paduotas pasyvus rinkinys SR ( 00 (17 pav.). Tuomet i?

kvadrat?lio 011 ? kvadrat?l?, ? kur? nukreipia pasyvusis ??jimo signal?

rinkinys, galimi du keliai: pirmasis, kur? rodo rodykl? 1, per kvadrat?l?

010 (nestabil? b) ? kvadrat?l? 110 (stabil? b) ir i? jo ? galutin? b?v? 100

(stabil? b); antrasis, kur? vaizduoja rodykl? 2, per kvadrat?l? 001

(stabil? a) ? kvadrat?l? 000 (galutin? stabil? b?v? a). Taigi, padavus

draud?iam? ??jimo signal? rinkin? SR ( 11 ir pasyv? ??jimo signal? rinkin?

SR ( 00, galimi du skirtingi trigerio galutiniai b?viai: qSR ( 001

(stabilus a) arba qSR ( 000 (stabilus b). ? kok? b?v? pereis trigeris,

priklausys nuo to, kuriame trigerio ??jime – S ar R – vienetas ?iek tiek

anks?iau taps nuliu (?vyki? diagramoje tai atitinka arba keli? per

kvadrat?l? 010, arba keli? per kvadrat?l? 001). Tokia situacija vadinama

signal? lenktyn?mis (angl. – race condition). Signalai lenktyniauja tuomet,

kai i? karto kei?iasi abiej? ??jim? loginiai lygiai. Jei signal? lenktyn?s

gali baigtis skirtingais trigerio b?viais, tai jos vadinamos kritin?mis

lenktyn?mis (critical race).

SR trigeryje visos kitos signal? lenktyn?s, i?skyrus SR ( 11 kitim? ?

00, yra nekritin?s: net jei ?vykiai trigeryje vykt? skirtingais keliais,

jie baigt?si tais pa?iais stabiliais trigerio b?viais.

I? ?vyki? diagramos aptarimo i?plaukia, kad, u?draudus ??jimo signal?

rinkin? SR ( 11 (arba tik SR kitim? i? 11 ? 00), SR trigeris b?t? visi?kai

apibr??t? b?vi? ?taisas.

Laiko diagramos

Trigerio veikim? galima apra?yti jo i??jimo signal? laiko

diagramomis, sudarytomis pagal i?orini? ??jimo signal? laiko diagramas.

[pic]

18 pav. SR trigerio laiko diagramos

Remdamiesi v?linan?iojo trigerio modeliu (12 pav.), sudarysime SR

trigerio i??jimo signal? q ir X laiko diagramas, kurios laiko at?vilgiu

atitikt? konkre?ias i?orini? ??jimo signal? S ir R laiko diagramas.

Sudarytose i??jimo signal? laiko diagramose (18 pav.) ?vertinta tai,

kad ??jimo signalai SR trigerio schemoje v?luoja laiku, lygiu vieno arba

dviej? logini? element? v?linimo laikams. Rodyklyt?s laiko diagramose sieja

q arba X lygi? poky?ius su j? prie?astimi – S arba R signal? frontu.

Skai?iais nuo 1 iki 11 sunumeruoti ?vykiai trigerio schemoje – i?orini?

??jimo signal? poky?iai.

Sudarant q ir X signal? laiko diagramas, reikia prisiminti, kad tik

?vykiai – ??jimo signal? poky?iai – gali tapti i??jimo signalo loginio

lygio kitimo prie?astimi; kita vertus, ne kiekvienas ?vykis kei?ia trigerio

b?v?.

?VAIR?S TRIGERIAI

Bazinius trigerius sudaro tik du loginiai elementai, susieti

kry?miniais gr??tamaisiais ry?iais. Tai papras?iausi trigeriai,

papras?iausios atminties l?stel?s. Sud?tingesni trigeriai sudaromi i?

bazinio trigerio ir triger? valdan?ios schemos. Valdan?ioji schema da?nai

b?na daug sud?tingesn? u? bazin? triger?.

Trigeri? klasifikavimas

Trigeriai klasifikuojami pagal ?vairius po?ymius.

Pagal kei?ian?ius trigerio b?v? ??jimo signalus trigeriai skirstomi ?

tris grupes:

1. Elementarius potencialinius, arba lygiais vartomus (angl. – level

triggered), trigerius. J? b?vius kei?ia (varto) ?emi ir auk?ti ?tampos

lygiai informaciniuose ??jimuose, jei tai atlikti leid?ia signalai trigeri?

valdymo ??jimuose. Valdymo ??jim? ir valdan?i?j? signal? ?ios grup?s

trigeriuose gali ir neb?ti.

2. Impulsinius (pulse triggered), arba MS tipo, trigerius (??

pavadinim? i?siai?kinsime ?iek tiek v?liau). ? informacinius ??jimus

paduoti signalai nekei?ia ?ios grup?s trigeri? b?vio, kol nepasibaigia

impulsas trigerio valdymo ??jime. D?l to jie dar vadinami trigeriais su

atid?tuoju i??jimo signalu (postponed output).

3. Dinaminius, arba frontais valdomus (edge triggered), trigerius. J?

b?v? informacini? ??jim? signalai kei?ia tik ir tik impulso valdymo ??jime

fronto (priekinio arba galinio – nelygu koks trigeris) metu.

Dar skiriami asinchroniniai ir sinchroniniai trigeriai. Asinchronini?

trigeri? b?viai gali kisti bet kada ir juos lemia vien tik informacini?

??jim? signalai. Asinchroniniai b?na tik elementar?s potencialiniai

trigeriai. Sinchroniniai trigeriai be informacini? ??jim? dar turi valdymo

(angl. – control) ??jim? C. Kartais jis vadinamas sinchronizavimo (clock –

CK), kartais – leidimo (enable – E), ??jimu. Sinchronini? trigeri? b?v?

taip pat kei?ia informacini? ??jim? signalai, bet tik tada, kai valdymo

??jime yra leid?iantis tai daryti signalas.

Pagal trigerio strukt?r? skiriami SR, D, JK ir T trigeriai.

SR trigeriai turi du informacinius ??jimus: S ir R. Aktyv?s ?i? ??jim?

signal? rinkiniai SR ( 10 ir SR ( 01 nustato ir numeta triger?; rinkinys 00

yra pasyvusis ir trigerio b?vio nekei?ia; rinkinys 11 – draud?iamas.

Страницы: 1, 2