Основни функционални елементи и компоненти на компютъра
Изтегли GOU SPO "Московски инструментален колеж"
КЪМ ПРАКТИЧЕСКА РАБОТА No4
"АРХИТЕКТУРА НА КОМПЮТЪРИ И КОМПЮТЪРНИ СИСТЕМИ"
„Основните функционални елементи и компоненти на компютъра. Последователни вериги. Задействания и регистри ".
Обективен - на логическо ниво се запознайте с физическото изпълнение на запаметяването и съхраняването в компютър на отделни битове и машинни думи в тригери и регистри за съхранение.
Кратка теоретична информация
Устройство за съхраняване на един бит по време на обработката се нарича тригер. Основният елемент за съхранение на спусъка е верига за обратна връзка (виж фиг. 1). Ако приложите 1 към входа S (задайте), тогава изходът ще бъде настроен на 1, а изходът ще бъде 0 и това състояние ще продължи, дори ако премахнете 1 от входа S. Това означава, че единицата, която веднъж въведен вход S се запомня в тази схема и остава в нея на изхода, независимо дали има единица на входа S или не. Можете да нулирате 1 от изхода само като изпратите 1 на друг вход (R - нулиране).
Фиг. 1 RS-спусък: а) диаграма, б) конвенционално графично обозначение, в) таблица на състоянията.
Т. обр. Тази схема осъществява запаметяването и съхраняването на електрически сигнали в процеса на обработка на информацията. Това се нарича RS тригер. Конвенционалното му графично обозначение (UGO) е показано на фиг. 1б.
Таблица на състоянието (таблица на прехода) Е таблица на истината за схеми с памет, която напълно определя състоянието на изходите, което за схеми с памет зависи не само от състоянията на входовете, но и от предишното състояние на веригата. Таблица Фигура 1 показва, че състоянието на изход във времето i + един същото като в момента i, ако входовете С и R не бяха подадени сигнали. Прилагането на 1 към вход R ще нулира изхода, а подаването 1 към вход S ще настрои 1 към изход .
Схемата на RS-тригера, изградена върху елементите И-НЕ, е показана на фиг. 2.
Фиг. 2. RS-тригер с директни входове: а) схема, б) конвенционално графично обозначение, в) таблица на състоянията
Синхронни и асинхронни тригери.
Разгледаните схеми са асинхронен, в тях запаметяването на 1 или 0 се извършва незабавно при получаване на входни сигнали. Фигура 3 показва диаграмата синхронен RS-тригер, където записът е възможен само с наличието на контролен сигнал за синхронизация.
Фиг. 3 Синхронен RS-тригер: а) схема на LE И НЕ, б) конвенционално графично обозначение, в) таблица на състоянията
Фиг. 4. Времеви диаграми на RS-спусъка: а) асинхронен, б) синхронен
RS тригерът има един недостатък. Ако на двата входа се появи 1, състоянието на изходите му е непредсказуемо, т.е. появата на 1 е възможна както на изхода, така и на изхода. За да се избегне такава ситуация, се използват различни модификации на тази схема: D-тригер, T-тригер, JK-тригер. Всяка има свои собствени характеристики, които се разбират по-добре чрез графики за синхронизация и таблици на състоянието.
Флип-флоп тип D е устройство с две стабилни изходни състояния. Промяната на състоянието се контролира от сигнали на информационния вход D (фиг. 5), но превключването не става веднага, а само с пристигането на тактов импулс на втория вход C, което се вижда ясно на времевата диаграма. Веднага щом единичен сигнал пристигне на входа C, на изхода на логическия елемент LE1 се задава ниво на напрежение, което е обратно на това, което в този момент действа на входа D. Този сигнал от изхода на LE1 се подава към входа S на елемента памет (ZE) на спусъка и към входа LE2, от изхода на който отива към входа R ZE, вече обратен по отношение на сигнала на входа S. T. обр. изключва се ситуацията, когато и двата входа S и R са едновременно 1. Тъй като тригерът се случва с известно закъснение dt спрямо промяната на сигнала на входа D, следователно се наричат и D-тригери тригери за забавяне.
Фиг. 5. D-спусък: а) времеви диаграми, б) конвенционално-графично обозначение, в) схема на LE и НЕ, г) таблица на състоянията
Спусък от тип Т е устройство с две стабилни изходни състояния, чиято промяна се контролира само от един вход T (фиг. 6). Прилагането на импулс към този вход винаги води до промяна в състоянието на спусъка. На фиг. 6в е показана диаграма на Т-тригер на LE и НЕ. Разликата между T-flip-flop и D-flip-flop е, че входът A на елемента LE1 е постоянно свързан с обратния изход/Q, следователно, всеки нов сигнал T превключва спусъка в противоположно състояние