Схемотехника последовательных устройств

1. Программирование FPGA и их использование для высокопроизводительных вычислений

Тема 5
Схемотехника последовательных
устройств

2.

Сигнал синхронизации
Что такое синхроимпульс и
зачем он нужен?

3.

Сигнал синхронизации

4.

Сигнал синхронизации
a
τ1
+
a
c
τ3
b
|
&
b
f
c
d
d
f
τ2
τ2
τ1
τ3

5.

Сигнал синхронизации
Логика 1
Память 1
Логика 4
Память 4
Логика 2
Память 2
Логика 5
Память 5
Логика 3
Память 3
Логика 6
Память 6

6. RS триггер

S
R
Qn+1
S
R
Qn+1
0
0
Qn
0
0
?
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
?
1
1
Qn

7. RS триггер со статической синхронизацией

8. D триггер

9. Защёлка (latch)

10. D триггер с динамической синхронизацией

11. D триггер

12. D триггер с сигналом разрешения

13. D триггер с синхронным сбросом

14. D триггер с асинхронным сбросом

15. T триггер

16. Детектор фронта

17. Задание

• Создать детектор спадов.
• Создать детектор фронтов и спадов.

18. Сдвиговый регистр

19. Сдвиговый регистр с параллельной загрузкой

20. Сдвиговый регистр с параллельным выходом

21. Задание

• Создать 8-ми разрядный сдвиговый регистр
с сигналом разрешения на работу (CE).
• Создать 8-ми разрядный сдвиговый регистр
с параллельной загрузкой.
• Создать 8-ми разрядный реверсивный
сдвиговый регистр.

22. 4-х разрядный счётчик

23. 4-х разрядный реверсивный счётчик

24. Задание

• Создать двоично-десятичный счётчик на 4
десятичных разряда.
• Создать детектор фронта, выходной
импульс которого длится:
– 2 такта
– 4 такта
– 8 тактов
– Может быть в пределах от 1 до 16.

25. Контрольные вопросы

• В чем разница между динамическим и
статическим входом?
• В каких случаях у RS триггера появляются
запрещённые состояния и почему?
• Каково назначение триггеров?
• Каков принцип работы сдвиговых
регистров?
• Какие области применения сдвиговых
регистров?