Grunnleggende om låser i digital elektronikk

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





I digital elektronikk , er en Latch en slags a logikkrets , og det er også kjent som en bistabil-multivibrator . Fordi den har to stabile tilstander, nemlig aktiv så vel som aktiv lav. Det fungerer som en lagringsenhet ved å holde dataene gjennom en tilbakemeldingsbane. Den lagrer 1-bit data så lenge apparatet er aktivert. Når aktivering er erklært, kan låsen umiddelbart endre lagrede data. Den prøver kontinuerlig inngangene når aktiveringssignalet er aktivert. Arbeidet med disse kretsene kan gjøres i 2-tilstander basert på at aktiveringssignalet er høyt eller ellers lavt. Når låsekretsen er i aktiv høy tilstand, er begge i / ps lave. Tilsvarende, når låskretsen da er en aktiv lav tilstand, så er begge i / ps høye.

Ulike typer låser

Låsene kan klassifiseres i forskjellige typer som inkluderer SR Latch, Gated SR-sperre , D sperre , Gated D Latch, JK Latch og T Latch.




SR-sperre

An SR (Set / Reset) sperre er et asynkront apparat, og det fungerer separat for styresignaler avhengig av S-tilstand og R-innganger. SR-låsen ved bruk av 2-NOR-porter med kryssløyfeforbindelse er vist nedenfor. Disse sperrene kan bygges med NAND porter imidlertid blir de to inngangene utvekslet så vel som kansellert. Så det kalles som SR’-latch.

SR-sperre

SR-sperre



Hver gang en høy inngang blir gitt til S-linjen til låsen, blir utgangen Q høy. I tilbakemeldingsprosessen vil utgangen Q forbli høy når S-inngangen blir lav igjen. På denne måten fungerer låsen som en minneenhet.

På samme måte blir en høy inngang gitt til R-linjen til låsen, da blir Q-utgangen lav (og Q ’høy), og deretter vil minnet til låsen effektivt tilbakestilles. Når begge inngangene til låsen er lave, forblir den i sin tidligere innstilte tilstand eller tilbakestillingstilstand. De tilstandsovergangstabell eller sannhetstabell av SR-låsen er vist nedenfor.

S R Q

Q ’

00Klinke

Klinke

0

101
101

0

1

10

0

Når begge inngangene er høye på en gang, er det problemer: det blir fortalt mot samtidig å generere en høy Q & low Q. Dette genererer en løpetilstand i kretsen, enten flip flop oppnår noe i å endre først vil svare på den andre og erklærer seg selv . Fortrinnsvis begge deler Logiske porter er like og enheten vil være i udefinert tilstand på ubestemt tid.


Gated SR-sperre

I noen tilfeller kan det være populært å bestille når låsen kan og ikke kan låses. Den enkle utvidelsen av en SR-sperre er ingenting annet enn en gated SR-sperre . Det gir en Aktiver linje som skal kjøres høyt før informasjonen kan låses. Selv om en kontrollinje er nødvendig, er ikke sperren synkron på grunn av inngangene som kan endre utgangen selv midt i en aktiveringspuls.

Gated SR-sperre

Gated SR-sperre

Når inngangen til en aktivering er lav, må også o / ps fra portene være mindre, derfor blir spørsmål og svar-utgangene låst mot den tidligere informasjonen. Bare når aktiverings-i / p er høy, kan du endre posisjonen til låsen, som vist i tabellform. Som aktiveringslinjen er oppgitt, er en inngjerdet SR-sperre lik i prosessen mot en SR-sperre. Noen ganger er en aktiveringslinje et CLK-signal, men det er en lese / skrive-strobe.

CLK

S R

Q (t + 1)

0

XXQ (t) (ingen endring)
100

Q (t) (ingen endring)

1

010
110

1

1

11

X

D Sperre

Datalåsen er en enkel utvidelse til den inngjerdede SR-låsen som eliminerer sjansen for uakseptable tilstander av inngang. Fordi den gated SR-låsen lar oss feste utgangen uten å bruke inngangene til S eller R, kan vi eliminere en av i / ps ved å kjøre begge inngangene med en motsatt driver. Vi eliminerer en inngang og gjør den automatisk motsatt av gjenværende inngang.

D Sperre

D Sperre

D-låsen sender ut inngangen til D når Enable-linjen er høy, ellers er utgangen hva D-inngangen var når Enable-inngangen var sist høy. Dette er grunnen til at det er kjent som en gjennomsiktig lås. Når Enable er oppgitt, kalles sperren som gjennomsiktig og signalene spres rett gjennom den, siden den ikke er tilstede.

ER

D Q Q ’

0

0Klinke

Klinke

0

1Klinke

Klinke

1

001
111

0

Gated D Latch

TIL gated D sperre er designet ganske enkelt ved å endre en inngjerdet SR-lås, og den eneste endringen i den gatede SR-låsen er at inngangen R må modifiseres til invertert S. Gated låsen kan ikke dannes fra SR-låsen ved bruk av NOR er vist nedenfor.

Gated D Latch

Gated D Latch

Hver gang CLK ellers er aktiv, er o / p-låsen noe på inngangen til D. På samme måte når CLK er lav, er D i / p for den endelige aktiveringen high utgangen.

CLK

D Q (t + 1)
0X

Q (t)

1

00
11

1

Kretsen til låsen vil ikke oppleve en løpstilstand på grunn av den eneste D-inngangen som er omvendt for å tilby begge inngangene. Derfor er det ingen mulighet for lignende inngangstilstand. Dermed kan kretsen til D-låsen brukes sikkert i flere kretser.

JK Latch

Begge JK-sperre , så vel som RS-låsen, er lik. Denne låsen består av to innganger, nemlig J og K som er vist i det følgende logiske portdiagrammet. I denne typen låser er den uklare tilstanden fjernet her. Når JK-låseinngangene er høye, vil utgangen veksles. Den eneste forskjellen vi kan se her er utgangsfeedback mot innganger, som ikke er tilstede i RS-låsen.

JK Latch

JK Latch

T Lås

De T-sperre kan dannes når JK-låseinngangene er kortsluttet. Funksjonen til T Latch vil være slik når inngangen til låsen er høy, og deretter vil utgangen veksles.

T Lås

T Lås

Fordeler med låser

De fordelene med låser Inkluder følgende.

  • Utformingen av låsene er veldig fleksibel når vi sammenligner med FFs (flip-flops)
  • Låsene bruker mindre kraft.
  • Ytelsen til sperren i utformingen av høyhastighetskretsen er rask fordi disse er asynkrone i designet og det ikke er behov for CLK-signal.
  • Formen på låsen er veldig liten og opptar mindre areal
  • Hvis driften av låsebasert krets ikke er ferdig på en angitt tid, låner de den nødvendige tiden fra andre for å fullføre operasjonen
  • Låser gir aggressiv klokkering i motsetning til flip-flop-kretser .

Ulemper ved låser

De ulemper med låser Inkluder følgende.

  • Det vil være en sjanse for å påvirke løpetilstanden, så disse forventes mindre.
  • Når en sperre er nivåfølsom, er det en sjanse for metastabilitet.
  • Det er vanskelig å analysere kretsen på grunn av egenskapen til nivåfølsom.
  • Kretsen kan testes ved hjelp av et ekstra CAD-program

Påføring av sperrer

De applikasjoner av låser Inkluder følgende.

  • Generelt sett brukes sperrer for å holde forholdene til bitene for å kode binære tall
  • Låser er enkeltbitlagringselementer som er mye brukt i databehandling så vel som datalagring.
  • Låser brukes i kretsene som strømport og klokke som lagringsenhet.
  • D-låser er anvendbare for asynkrone systemer som inngangs- eller utgangsporter.
  • Datalås brukes i synkrone tofasesystemer for å redusere transittallet.

Dermed handler alt om en oversikt over låser. Dette er byggesteinene for sekvensielle kretser . Utformingen av dette kan gjøres ved hjelp av logiske porter. Driften avhenger hovedsakelig av inngangen til en aktiveringsfunksjon. Her er et spørsmål til deg, hva er de to arbeidstilstandene til låser?