Общие положения

Синтез цифровых устройств циклического действия

Цифровым устройством циклического действия будем называть устройство, принимающее при воздействии входных сигналов одну и ту же последовательность внутренних состояний (состояний элементов памяти), которая циклически повторяется.

Наиболее типичными и наиболее исследованными устройствами такого типа являются счетчики и распределители импульсов

Рис. 2.3 Схема декодирующего устройства (Пример 1)

Рис. 2.4 Схема к примеру 2 (выход F(Z2)) и к примеру 3 (выход F(Z3)).

[3,6,13], а также более сложные устройства с произвольным алгоритмом функционирования (например, устройства управления процессоров, формирующие на своих выходах последовательности сигналов, управляющие операционными устройствами, кодирующие и декодирующие устройства систем передачи информации) [3,13].

Устройства циклического действия традиционно представляют в виде счетчика импульсов и дешифратора. Наиболее распространенным примером такого подхода являются распределители импульсов.

Распределителем импульсов называется устройство, имеющее один вход и выходы 1,2,3, ….n, преобразующее последовательность импульсов, поступающих на вход устройства (тактовых импульсов) в моменты времени t₁ t₂… t_n , в выходные импульсы таким образом, что в момент времени t₁ появиться импульс на выходе 1, в момент времени t₂ появиться импульс на выходе 2 и т.д. поочередно на всех выходах и в момент времени t_n появиться импульс на выходе n.

Устройство работает циклически, то есть по завершении очередного цикла (появлении импульса на выходе «n») начинается новый цикл с появлением импульса на выходе 1 [6,13].

Известно большое количество схем счетчиков и распределителей импульсов, каждая из которых может быть использована применительно к конкретным требованиям.

При этом к основным параметрам, характеризующих эти устройства, относится: быстродействие (максимальная частота поступающих на вход импульсов, которая возможна бех нарушения работоспособности); регулярность (однородность) структуры, которая очень важна при микроэлектронной реализации; количество вентилей (элементарных логических схем), используемых в схеме; потребляемая энергия; отсутствие паразитных импульсов на выходах, возникающих в результате явления состязаний и т.д.

Однако эти устройства, как и любые другие цифровые устройства, могут быть синтезированы с использованием описанных выше инженерных методов синтеза.

При этом могут быть получены оригинальные схемы, отличающиеся от широко известных. Ниже приведен синтез подобного рода устройства в учебных целях.

Ниже приведен синтез подобного рода устройства в учебных целях. Следует отметить, что практически все широко известные

схемы могут быть «заново» синтезированы, что может быть полезно в учебных целях и что практикуется во многих учебниках по цифровой технике.