Paměti - Sekvenční obvody
Kombinační obvody
Kombinační obvody nemají žádné smyčky. Jedná se o obvody jako například vaše sčítačka, komparátor, atd.
Příklad kombinačního obvodu
Sekvenční obvody
Sekvenční obvody narozdíl od kombinačních mají cykly. Pomocí těchto cyklů nabírají zajímavé vlastnosti a to paměti.
Příkladný sekvenční obvod s OR
Znázornění v pravdivostní tabulce
| A | X | X' |
|---|---|---|
| 0 | B | B |
| 1 | B | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Představte si B jako jakýkoliv output buď jedna nebo 2.
- 0 +
B- existují 2 možnosti- 0 + 0 = 0
- 0 + 1 = 1
Vidíme, že výstup se rovná vždy B, takže do tabulky dosadíme pro B' B
- 1 +
B- existují 2 možnosti- 1 + 0 = 1
- 1 + 1 = 1
Vidíme, že výstup se rovná vždy 1, takže do tabulky dosadíme pro B' 1
Latch vs Flip Flop
Signály
Na následujícím obrázku vidíme 4 definice.
High Level(Active-High) - zde probíhá ukládáníLow Level(Active-Low) - značí se jakoCLKneboENARising/Falling edgehodnota se zpracuje v okamžíku přechoduCLKsignálu z high na low a opačně
Latch
Latch je level-triggered. To znamená, že latch bere vstup, když je zapnutý viz. obrázek
Flip Flop
Flip flop je edge-triggered. To znamená, že buď bere vstup na rising edge nebo falling edge. Na následujícím obrázku bere vstup na rising edge.
SR Latch
Sekvenční obvody můžete využít pro paměť pomocí hradla OR. Hradlo OR nám vstup zapne a nechá výstup neustále zapnutý, ale nemáme ho zatím jak vyresetovat.
Abychom ho mohli vyresetovat, přidáme další vstup a to R jako reset.
Zapíšeme do výrazu
\(Q = S + B = Q + (Q \cdot \overline{R})\)
Zapíšeme chování do pravdivostní tabulky
| R | S | Q | Q' |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Q | Q |
| 0 | 1 | X | 1 |
| 1 | 0 | X | 0 |
| 1 | 1 | X | 1 |
Vytvořili jsme SR Latch, který se ale dá optimalizovat, tak abychom potřebovali 2 stejné gaty a to NOR viz. gif.
Oscillation apparent
V rámci sekvenčních obvodů můžete narazit na chybu Oscillation apparent. Znamená to, že jste v nějakém paradoxním cyklu. Vyřešíte to následovně:
- Odstraníme problémový prvek
Reset Simulation(CTRL+R)- Pokud není zapnuté tak -->
Auto-Propagate(CTRL+E)
Bonusové materiály
- Latch vs Flip Flop - https://www.youtube.com/watch?v=LTtuYeSmJ2g
- Latch a Flip Flop na wikipedii
- Anglicky (víc informací) - https://en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics)
- Česky - https://cs.wikipedia.org/wiki/Bistabiln%C3%AD_klopn%C3%BD_obvod