1 Q

или картинка входы RS,Q, -Q

1-Q

S

Замена лог. элементов 2ИЛИ-НЕ на 2И-НЕ сделает входы триггера инверсными. Входы R&Sпоменяются местами и переименуются в -R& -S.

10.2. D-триггер- (Delay), входыD(ata) - данные, C(lock) - синхронизация. Вход С – динамический, у стандартных D-т. срабатывает (т.е. происходит запись данных в триггер). при переходе из 0 в 1. Вначале изменяются (если необходимо) данные, подаваемые на вход D, затем подается соответствующий полож. импульс на С и данные записываются в триггер. Т. может иметь дополнительно асинхронные входы RS (преобладающие).

Применение. Синхронизированное ЗУ, делитель частоты на 2, формирователь меандра, если соединить инв. выход с входом D. Всякий раз (полож. фронт на С) триггер переключается в противоположное состояние.

10.3. Триггер Шмидта. Это не совсем триггер (по нашему определению).ТШ – преобразователь аналогового или дискретного сигнала в логические уровни 0/1. Иногда наличие запрещенной зоны между 0 и 1 является недостатком (затянутые, сильно зашумлённых сигналах). Т.Ш. в отличие от обычного лог. элемента не имеет запрещенной зоны и имеет гистерезис. При уровне сигнала в зоне переключения имеет значение предъистория... На его выходе всегда четкий 0 или 1. ТШ используется в формирователях аналоговых сигналов в цифровые и для создания крутых фронтов импульсов (кстати, на вход СD-триггера нельзя подавать размазню).

11. Счетчик – цифровое устройство, последовательно изменяющее свое состояние при воздействии на него счетных импульсов. Состояние с. соответствует количеству поданных в него импульсов и может быть в диапазоне 0…n _max. С. изменяют свое состояние либо по положительному фронту (какD-триггер), либо по отрицательному. Во многих случаях это не важно, но следует отметить, что с. считают "целые импульсы".

Обозначение – СТ (СТ2/10). Счетчики содержат несколько счетных триггеров, включенных последовательно. Одних триггеров оказывается недостаточно, поскольку от счетчика требуется правильное наращивание содержимого в двоичном эквиваленте (т.е. помимо триггеров счётчик снабжён логическими элементами).

Разрядность счетчика – важнейшая его характеристика. Для считывания состояния счетчика достаточно только прямых выходов (инверсные выходы триггеров не нужны и не используются). М.б. дополнительно входы сброса, предварительной установки. Разновидности: обычный счет с увеличением содержимого (с. суммирующие), вычитающие, реверсивные. У последних - направление счета может изменяться по желанию (подаче сигнала на соотв. вход, например, P/-M, Р –Plus,Minus).

С. используются для подсчета импульсов (например, в цифровых приборах), делителях частоты, генерации и измерения временнЫх интервалов. Соотношение, связывающее число импульсов с частотой и интервалом времени: N=f*t, [Hz,s].

Пример-задача. Схема генерации импульса на форсунке. Использовать 8-разр. вычитающий счетчик с предустановкой, RS-триггер для управления ф., длительность в диапазоне 2-20 мс. Определить частоту импульсов, подаваемую на счётчик.

Макс. число для 8 разрядов = 255(FF). За 20 мс нужно сосчитать 255 импульсов, один импульс – 20мс/255 = 0.078мс, частота 12.7 кГц.

12. Регистры.Набор независимых между собой триггеров называется р.(У т.н. сдвиговых р. внутренняя связь обеспечивает переползание информации между соседними битами).

Р. служат для хранения двоичной информации. Простейшим регистром является по определению отдельный триггер. В отличие от D-триггеров, р. имеют общий (один) вход С, могут иметь дополнительные входы, например, вход выключения выходов (перевод выходов в третье состояние –OEOutputEnable). Доступ к данным в р. – параллельный (обычный) и последовательный (р. называется сдвиговым).

Р. обычно бывают 4-, 8-, 16-, 32-разрядными. Промышленность выпускает м/с 4, 8 и 16-разрядные. Р - составная часть м/п и устройств памяти.

13. Запоминающие Устройства.ЗУ предназначены для хранения и использования различного рода данных, в том числе программ микропроцессорами и другими устройствами дискретной автоматики. При примитивном рассмотрении ЗУ можно представить как массив регистров. ЗУ имеют адресные входы, задающие номер ячейки памяти, входы-выходы данных, управляющие входы, определяющие работу м/с. Число адресных входов и число отдельных входов-выходов данных определяет емкость и т.н. "организацию" м/с. Организация 1Кх8 и 2Кх4, емкость одинакова – 8 Кбит или 1Кбайт. Бывают м/с ЗУ с одним входом-выходом, тремя, четырьмя, 8, 9, 16. Входы-выходы данных чаще всего объединяются и занимают физически 1 контакт. (Это и экономия контактов и необходимость для использования вместе с м/п – по одним линиям данные передаются от м/п и к нему).

Входы ADDRESS, -CS (-CE), -RD (-OE), -WR (-WE), входы /выходыDATA.

Применение.

Каким д.б. идеальное ЗУ? 1.При выключении питания чтобы данные сохранялись. 2. чтобы была одинаково быстрой скорость записи/чтения. В настоящее время такие ЗУ есть, но их доля в производстве составляет весьма малую часть, сами устройства относительно дороги и обладают невысокими скоростями и емкостью. Причина – трудно совместить в одном устройстве все требования. Поэтому ЗУ делят на типы, различающиеся по устройству, технологии изготовления и применению (интерфейсу).

Два класса ЗУ – ПЗУ (ROM – Read Only Memory) и ОЗУ (RAM – Random Access M.).

ПЗУ- при отключении питания информация не пропадает, и после возобновления питания данные могут быть снова прочитаны. В БУ в ПЗУ находится программа и таблицы, в ПК –BIOS(BasicInput/OutputSystem). Информация в старые типы ПЗУ заносится вне применяемого устройства - с помощью программаторов. Запись возможна ограниченное число раз - 1 раз (дляOTPROM–OneTimeProgram), 25-100 (EPROM–ErasedProgramMemory–cУФ стиранием), 10³-10⁶(EEPROM–ElectricityErased…, запись массивом =FLASH).Стирание (для однократных - невозможно),EPROM- облучением УФ, автоматическое при новой записи или подачей специальной команды (EEPROM). Стертая м/с обычно содержит все "1". Длительность чтения одного байта обычно составляет от 150-100 нс до 40 нс. Запись же длится в 100-10000 раз медленнее. УFLASH устройств при записи страницами, содержащими сотни и тысячи байтов эффективная скорость приближается к скорости чтения.

ОЗУ- одинаковая скорость записи/чтения, при отключении питания данные разрушаются. Разновидности - статические и динамические. Статические выполнены на основеD-триггеров, динамические - конденсаторов. Для сохранения информации в динамическом ОЗУ требуется не только непрерывное питание, но и некоторая процедура - регенерация, т.е. подзарядка заряженных конденсаторов. Динамические ОЗУ имеют большую емкость, статические - бОльшее быстродействие (50 нс и 70-5 нс и менее соответственно). В п. компьютерах традиционно используются м/с динамической памяти, а статические в качестве вспомогательной - кэш. В автомобилях не требуются большие массивы данных, поэтому используются исключительно статические. Кроме того, в БУ после выключения зажигания ОЗУ остается под напряжением - копятся коды ошибок и информация по адаптации. Регенерация динамической памяти требует существенно бОльших энергетических затрат, поскольку м/п должен активно работать (не спать).

Пример в DIP (Dual Inline Package) корпусах: 24, 28, 32 контактов. 24 – 2 – 8 – 3(2) = 11(12) адресных входов макс. Максимальная ёмкость 2¹¹/2¹² = 2K/4KB. Для 28 и 32: 32K/64KB и 512/1024 KB.

В компьютерах память выполняется в виде модулей с несколькими м/с. Вначале были DRAM с организацией 1 бит вход и 1 бит выход.

~ 1990. Затем появились SIMM, SIPP, имеющие 30 контактов (организация – 1 байт или 9 битов, макс. емк. – 4 МВ).

~ 1993 появились 72-к. SIMM (организация – 4 байта, макс. емк. – 64 МВ). Для работы с Pentium требуется 2 или 4 модуля.

~ 1995 появились 168-к. SDRAM DIMM. SD- синхронизированная динамическая RAM сдвоенные в линии (Dual-In-line Memory Module - сдвоенные модули памяти), орг. – 8 байтов, питание 3.3В. Максимальная частота/ мин. время доступа 133 МГц/7.5 нс.

~2000 появились DDR DIMM. Модули имеют 184 контакта, одна ямка. DDR – Double Data Rate - за один импульс синхронизации имеем две операции (запись/чтение). Питание 2.5В. Обозначение по скорости PC1600, 2100, 2700, 3200 (млн. байт/с), соответствующие частотам обмена с процессором 200, 266, 333 и 400 МГц. Внутренняя частота обмена с ячейками памяти вдвое меньше 100-200 МГц.

~2005 появились DDR-2 DIMM. Модули имеют 240 контактов, одна ямка ~ посередине. Питание 1.8В. Обозначение по скорости PC 3200, 4200, 5300, 6400, 7200, 8500, 9600, 10667 соответствующие частотам 400, 533, 666, 800, 900, 1066, 1200 и 1333 МГц. Внутренняя частота обмена с ячейками памяти вчетверо меньше 100-300 МГц. Последнее достигнуто применением дополнительных буферов/мультиплексоров. Аналогичное решение использовано для DDR-3

2007 появились DDR-3 DIMM. Модули имеют 240 контактов, одна ямка, сдвинута от середины. Питание д.б. 1.5В. РС8500, 10667, 12800, 14900 соответствующие частотам 1066, 1333, 1600 и 1866 МГц. Внутренняя частота обмена с ячейками памяти в восемь раз меньше 133-233 МГц.

Что такое FPM/EDO RAM и SDRAM, отличия ?

Технология изготовления памяти EDO DRAM весьма схожа с FPM (Fast Page Mode - Высокоскоростной Страничный Режим). В отличие от памяти FPM, которая кэширует адреса часто используемых страниц, EDO DRAM обладает более продолжительным временем обновления ячеек и, по аналогии со сквозным эффектом (pipeline), уменьшает тем самым время доступа на 1 такт.

SDRAM представляет собой следующее достижение DRAM технологии. Она позволяет использовать тактовую частоту шины процессора (память EDO и FPM типов асинхронна и не использует тактовые сигналы). Основной принцип аналогичен Burst-режиму (см. "Что такое PBSRAM" выше). SDRAM затрачивает только один такт на 2й, 3й и 4й Qword при передаче четырех Qwords (например, временная характеристика SDRAM - 5-1-1-1 в то время как у EDO: 5-2-2-2). SDRAM представляет собой 64-битные модули DIMM имеющие 168 контактов и напряжение питания 3.3V. Заметим, что некоторые старые модули FPM/EDO DIMM работают только при напряжении питания 5V, и не являются SDRAM DIMM вовсе).

AOpen - первая компания-производитель, реализовавшая поддержку dual-SDRAM DIMM модулей на материнской плате AP5V в первом квартале 1996 года.

RIMM… от Rambus. RDRAM PC800 16bit, RIMM4200 32bit