Signaalinkäsittelytekniikan laboratorio
Digitaalitekniikan perusteet
Luennot Sivukartta Sanasto Laskuharjoitukset |
Salvat ja kiikut
Salvat ja kiikut ovat yksinkertaisia sekvenssipiirejä, jotka pystyvät muistamaan niihin
talletetun tilan. Salvat ovat näistä yksinkertaisempia, niiden toiminta on suhteellisen
rajoittunutta. Kiikut ovat salpoja monimutkaisempia, mutta luotettavampia. (Suosittelemme
kiikkujen käyttöä piirisuunnittelussa..) Kiikkuja käytetään synkronisten sekvenssipiirien
tilarekistereinä. Ne tallettavat piirin tilan kellojakson ajaksi. Kiikkujen etu salpoihin nähden
on se, että ne muuttavat tilaansa vain kellojakson tahdissa. Salvat tarkastelevat
ehtoinaan vain tavallisia ottosignaaleja ja saattavat muuttaa tilaansa myös kesken kellojaksoa ts. asynkronisesti.
Salpojen ja kiikkujen toiminta on suoraviivaista: ne muuttavat antosignaaliaan sen mukaan, minkälaisia
kombinaatioita ottosignaaleista ne saavat sisäänsä. (Tosin kiikut siis vain kellosignaalin tahdissa.)
Jokaisella salpa- (kiikku) tyypillä on toimintakaavio, jonka mukaan salpa (kiikku) käyttäytyy.
Salvoilla (kiikuilla) on joukko ottoja, joiden nimet ilmenevät tyypillisesti salvan (kiikun) nimestä.
Antoa merkitään Q kirjaimella. Yleensä ilmoitetaan sekä Q että Q'. Tässä yhteydessä esitellään lyhyesti
2 yksinkertaista salpaa. Kiikkuja käsitellään seuraavalla luennolla.
SR-salpa
SR-salpa on sekvenssipiireistä yksinkertaisin. Se voidaan toteuttaa joko TAI-EI (NOR) tai
JA-EI (NAND) porteilla. SR-salvalla on kaksi ottoa: S (Set) ja R (Reset). Kun ottosignaalit ovat S=1 ja R=0, salpa asettaa tilansa ykköseksi (siis Q --> 1 ja Q' --> 0).
Päinvastaisessa ottosignaalien tapauksessa (S=0, R=1) salpa nollaa tilansa (siis Q-->0 ja Q'-->1). Tilassa 00 anto pysyy vakiona eli piiri ei näytä tekevän mitään.. Tila 11 on ns.
kielletty tila. Sitä ei ole määritelty ja piirin toiminta häiriintyy, jos salpa joutuu kyseiseen tilaan (suunnittelijan pitää siis huolehtia, että näin ei pääse tapahtumaan). Kyseisessä tilassa voi antosignaali (Q) saada kummantahansa arvon (0 tai 1) ja kumman arvon se saa, sitä ei voi etukäteen tietää!
Kello-otolla varustettu D-salpa
Äskeisessä SR-salvassa esiintyi ongelmatila ottosignaalien kombinaation ollessa S=1, R=1. Jos piiri jostain syystä joutuu kiellettyyn
tilaan, menee piirin toiminta sekaisin. D-salvassa tilanne on korjattu estämällä pääsy kiellettyyn
tilaan asettamalla D=S=R'. D-salpa siis toimii samoin kuin SR salpa paitsi että virhetoiminta
kielletyn tilan suhteen on estetty. Tämä toisaalta tekee piiristä monimutkaisemman. Alla on esitetty
D-salvan piirrosmerkki, piirikaavio ja toimintakaavio.
Kello-otolla varustetun salvan tapuksessa on muistettava, että kello-otto hallitsee salvan muita ottoja.
Salvan muut otot siis toimivat vain kellopulssin mukana. Tämä näkyy piirin toiminnassa siten, että
piiri reagoi ottosignaalin muutoksiin vain kellon "aktivoidessa" salvan (CLK=1). Tässä on esimerkkinä kuvattu
kello-otolla varustetun D-salvan aikakaavio HUOM! Mikäli CLK=0, ei piirissä tapahdu mitään eli antosignaalit eivät vaihda arvoaan tällöin:
|
||||||
Luento 7
Lisätietoja: |
Tämän sivun sisällöstä vastaa
aura@wooster.hut.fi URL: http://signal.hut.fi/digis/luento7/salpa.html Sivua on viimeksi päivitetty 8.11.2004. |