ПРИНЦИП ФУНКЦІОНУВАННЯ ЦИФРОВИХ ПРИСТРОЇВ

Роботу цифрового пристрою або системи можна представити таким чином:

  • • для виконання тієї чи іншої команди (функції, операції, перетворення) відводиться певний певний інтервал часу Г. При цьому використовується генератор тактових імпульсів, який в загальному випадку формує багатофазну систему імпульсів у вигляді керуючих сигналів, призначених для активізації початку виконання окремих операцій команди;
  • • на першій частині інтервалу Т після активізації початку операції відбувається перетворення всіх вхідних кодових слів в необхідні вихідні кодові слова;
  • • на другій частині інтервалу Т вихідні кодові слова відправляються па хропіння в пам'ять цифрової системи, якщо будуть потрібні надалі, або у зовнішній пристрій для виконання певних дій.

З принципу роботи слід: чим менше інтервал Т (більше тактова частота), тим вище швидкодія цифрової системи.

ОСНОВНІ ТИПИ ЦИФРОВИХ ПРИСТРОЇВ

За принципом дії, виконуваних функцій і схемним особливостям виділяють комбінаційні і послідовних цифрові пристрої. Короткий опис особливостей кожного типу пристроїв і їх порівняльна оцінка наведені в табл. 3.1.

СПОСОБИ ПОДАННЯ І ОБРОБКИ КОДОВИХ СЛІВ

Для реалізації операцій над кодовими словами необхідно представити їх у вигляді електричних сигналів. Найбільшого поширення набув потенційний спосіб представлення, при якому одному з символів, наприклад логічного 0, відповідає низький рівень напруги, а іншому - високий. Під операцією будемо розуміти будь-яка дія, що приводить до зміни вихідного слова по відношенню до вхідного. Для виконання операції на вхід пристрою подається цифровий сигнал протягом деякого фіксованого проміжку часу. На час виконання операції стан входів пристрою залишається незмінним. Операція над кодовим словом може виконуватися двома основними способами:

Таблиця 3.1

комбінаційний пристрій

послідовних пристрій

Будь вихідний сигнал Y n (і = 0, ..., N- 1) однозначно визначається сукупністю значень ( комбінацією ) вхідних сигналів X M V ..., Х т , .... Х 0, діючих в даний момент часу. Для опису пристроїв використовуються логічні функції, в які не входить час. Прикладом є суматор, вихідний сигнал якого залежить тільки від значень доданків

Будь вихідний сигнал

Y n ( п = 0 ЛГ- 1) залежить

не тільки від значень вхідних сигналів X., ,, .... X , ..., Х0 в даний момент часу, але і від попередніх значень сигналів і послідовності їх надходження на вхід пристрою. Прикладом може служити лічильник, показання якого змінюються з надходженням кожного імпульсу. При описі пристроїв використовується час

У схемах пристроїв відсутні зворотні зв'язки. Через відсутність інформації про свій внутрішній стан пристрою не мають пам'ять.

У схемах пристроїв використовуються зворотні зв'язки. Завдяки наявності інформації про свій внутрішній стан і стан виходу пристрою володіють пам'яттю

Для побудови пристрою необхідно скласти аналітичне опис, або структурну формулу

Пристрій можна побудувати без аналітичного опису

Основне призначення комбінаційних пристроїв - обробка даних або інформації. За допомогою таких пристроїв виконуються всі логічні і арифметичні операції, операції контролю і діагностики функціонування цифрових систем, шифрування і дешифрування, формування та перетворення логічних функцій, поділу потоку цифрової інформації по каналах і об'єднання потоків інформації окремих каналів в один потік і багато інших

Головною функцією таких пристроїв є хропіння двійковій інформації, або функція пам'яті. Крім зберігання даних деякі пристрої можуть виконувати додаткові функції: підрахунок імпульсів, зрушення окремих бітів кодового слова, перетворення паралельного коду в послідовний і назад, а також ряд інших

  • • послідовне (порозрядне, побітовое) виконання операції, при якому символи кодового слова надходять послідовно в часі на єдиний вхід пристрою і по завершенні таким же чином виводяться з нього. На рис. 3.1, а показано виконання операції інверсії над 4-розрядних вхідним словом X. 2 X 2 X i X f) = 1001, при якій біти вихідного слова F3 У 2 F, F0 = ВОНО приймають протилежні значення. Цю операцію реалізує логічний елемент, званий інвертором;
  • • паралельне виконання операції, при якому символи кодового слова надходять одночасно на входи пристрою і по завершенні операції одночасно виводяться з нього. На рис. 3.1, б показано виконання тієї ж операції над 4-розрядних вхідним словом Х..Х 2 Х ^ Х п. Для паралельної обробки вхідних слів необхідно розташовувати пристроєм, що має в загальному випадку М входів і N виходів.

У ряді випадків використовується комбінований спосіб обробки цифрової інформації (рис. 3.1, в, г). Наприклад, при передачі цифрової інформації по двухпроводной лінії від зовнішнього пристрою мікропроцесора виконується перетворення цифрових даних з послідовного в паралельний код, а у зворотний бік - з паралельного коду в послідовний.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >