Schem_lc_07

1. Лекция №7 Счётчики. Синхронизация

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ
Схемотехника ЭВМ
Лекция №7
Счётчики. Синхронизация
Мальчуков Андрей Николаевич
Томск – 2014

2. Двоично-кодированные счётчики

• В практических задачах зачастую необходимо
применить счётчики с коэффициентом пересчёта
отличным от 2n.
• Двоично-кодированные счётчики строятся на основе nразрядного счётчика с естественным модулем счёта 2n.
• Для исключения лишних состояний одним из способов
используют обратную связь, устанавливающий счётчик
в исходное состояние при достижении желаемого
коэффициента пересчёта.
2

3. Пример двоично-кодированного счётчика

• Задание: нарисовать временную диаграмму работы
данного счётчика, определить его модуль счёта (2 б).
Работу сдать не позднее следующей лекции на
отдельном листе. Лист подписать: ФИО, номер группы.
3

4. Счётчик Джонсона

• Счётчик Джонсона – это кольцевой регистр с
перекрёстной обратной связью, которая замкнута на
вход первого регистра с инверсии выходного сигнала.
• Количество устойчивых состояний у такого счётчика
равно 2n, где n – количество триггеров.
4

5. Счётчик Джонсона

5

6. Счётчик 1 из N на основе счётчика Джонсона

№ сигнала
Q2 Q1 Q0
Формула
0
0
0
0
Q 2 Q0
1
0
0
1
Q1 Q 0
2
0
1
1
Q 2 Q1
3
1
1
1
Q 2 Q0
4
1
1
0
Q1 Q 0
5
1
0
0
Q 2 Q1
6

7. Счётчик 1 из N: схема

7

8. Счётчик 1 из N: временная диаграмма

8

9. Синхронизация

• Синхронизация и тактирование – важнейшие процессы,
обеспечивающие
корректную
работу
цифровых
устройств.
• Тактирование – выработка командных сигналов для
выполнения действий, операций.
• Синхронизация – временное согласование взаимодействующих сигналов.
9

10. Статическое и динамическое управление

10

11. Синхронизация ЦУ со статическим управлением

11

12. Синхронизация ЦУ со статическим управлением

• Длительность t1СИ должна быть больше времени
переключения D-триггера для обеспечения его
корректной работы .
• Во время действия активного уровня сигнала на входе
синхронизации D-триггера необходимо удерживать в
одном уровне сигнал на входе D .
12

13. Синхронизация ЦУ с динамическим управлением

• tП – интервал времени до поступления активного
фронта синхросигнала.
• tУ – интервал времени в течение которого происходит
воздействие активного фронта синхросигнала.
13

14. Важные параметры при проектировании ЦУ на ПЛИС

• t1СИ – длительность сигнала в состоянии логической
единицы.
• t0СИ – длительность сигнала в состоянии логического
нуля.
• tРАС – время распространения сигнала от входа к выходу
ПЛИС.
• tПЕР – время переключения вентиля ПЛИС .
14

15. Реверсивный счётчик

15

16. Реверсивный счётчик с изменяемой точкой входа

q1
q0
q2
in1
q3
in2
d1
d2
d3
16

17.

1 t1СИ=10нс; t0СИ=10нс
2 t1СИ=1нс; t0СИ=9нс
1
tРАС=7-8нс; tПЕР=1,5нс
in1
2
2
17

18.

1 t1СИ=10нс; t0СИ=10нс
2 t1СИ=1нс; t0СИ=9нс
tРАС=7-8нс; tПЕР=1,5нс
1
in2
2
2
18

19. Лекция №7 Счётчики. Синхронизация

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ
Схемотехника ЭВМ
Лекция №7
Счётчики. Синхронизация
Мальчуков Андрей Николаевич
Томск – 2014