bpc-los_08 - Metastabilita, VHDL-popis sekv. obvodů
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
•
JK (Jack Kilby) klopný obvod,
Opakování předchozích znalostí 2/2
•
Synchronní vs. asynchronní sekvenční obvody.
•
Jednoduché asynchronní klopné obvody:
•
naivní ring oscilátor, bus hold klopný obvod,
•
RS (Reset - Set) klopný obvod,
•
metastabilita v obvodu RS.
•
Jednoduché hladinové synchronní klopné obvody:
•
RS (Gated RS) klopný obvod se signálem C (E),
•
D (Data Latch) klopný obvod.
•
Jednoduché hranové synchronní klopné obvody (zapojení
master - slave):
•
D (Data Register) klopný obvod,
•
JK (Jack Kilby) klopný obvod,
•
T (Trigger) klopný obvod.
Opakování předchozích znalostí 2/2
Asynchronní klopný obvod
RS
1
1
S
R
Q*
Q
S
R
Q
Q*
0
0
Q
Q
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
S
R
Q*
Q
R
S
RS Q
Q*
≡
≡
Asynchronní klopný obvod
RS
RS klopný obvod - kombinace vstupů (
R = S = 1). Tato
kombinace je problematická ze dvou důvodů:
• kromě této kombinace vstupů jsou výstupy Q a Q* vždy
komplementární,
• nelze zjistit hodnoty výstupů Q a Q* při přechodu z
(
R = S = 1) do (R = S = 0), tzv. metastabilní stav.
1
1
S
R
Q*
Q
S
R
Q
Q*
0
0
Q
Q
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
S
R
Q*
Q
R
S
RS Q
Q*
≡
≡
Hladinový synchronní
klopný obvod D pomocí RS
Hladinový synchronní klopný obvod D (latch), při:
• C = 0, paměť (vstup D neovlivňuje výstupy),
• C = 1, na výstupu hodnota vstupu D.
Vyřešen problém s přechodem z:
(
R = S = 1) do (R = S = 0).
D
Q
Q
C
C
D
Q
Q
0
X
Q
Q
1
0
0
1
1
1
1
0
Qt = Dt−1
≡
C
&
&
D
Q
Q
&
&
C
1
Hranový synchronní klopný
obvod D
D
Q
Q
C
D
C
1
Qt = Dt−1
R
S
RS
Q
C
Q
Hranový synchronní klopný obvod D (register):
• po nástupné hraně C, na výstupu hodnota vstupu D
z doby před nástupnou hranou,
• kdykoliv jindy,paměť (vstup D neovlivňuje výstupy),
• vyřešen problém se zpětnou vazbou.
D
Qt
Qt
0
0
1
1
1
0
C
≡
Hranový synchronní klopný
obvod JK
J
Q
Q
C
K
Qt = J·Qt−1 + K·Qt−1
Hranový synchronní klopný obvod JK, při:
• vhodný pro tvorbu čítačů,
• umožňuje kombinací vstupů J a K vytvořit na
výstupu chování jako: paměť, set, reset, negaci
paměti.
J
K
Qt
Qt
0
0
Qt-1 Qt-1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
Qt-1 Qt-1
K
C
S
R
RS
Q
Q
C
J
&
&
C
≡
Hranový synchronní klopný
obvod T
T
Q
Q
C
Qt = T·Qt−1 + T·Qt−1
Hranový synchronní klopný obvod T:
• zjednodušený JK klopný obvod,
• stejně jako JK vhodný pro tvorbu čítačů,