1. 某些我们仍无法构建的

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组合设备:输出仅取决于此时输入
灯开,按钮按下后,灯变关
灯关,按钮按下后,灯变开
输入:按钮,输出:灯,输出取决于设备当前状态以及输入

2. 数字状态:我们想要构建的

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这种组合逻辑和内存组件组成的电路称为时序逻辑
本章主要目的是构建内存组件

3. 内存:使用电容

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电压用来编码信息,电容用来存储电压
写:bitLine设置为要写入的电平,wordLine设高电平打开FET开关,让电容变为与bitLine一样的电压
读:bitLine预先设置为某个电压,wordLine设高电平打开FET开关,通过bitLine电压变化判断高低电压
因FET并不理想,关状态也有电流通过,因此电容电荷会衰减,需要电容失效前,重写

4. 内存:使用反馈

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两个反相器一个正反馈电路

5. 可设置的内存元素

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G设置低电平,电路为一稳态电路,输出取决于Q’
G设置高电平,电路输出取决于D

6. 新设备:D门闩

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Q输出取决于G从高电平变为低电平时,D的状态
G位于高电平时,D的电压变化,体现在Q上时,有TPD延时

7. 宽容请求

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(1) G=1,D有效TPD时间后,Q输出为D,无论Q’是什么
(2) Q=D稳定TPD时间后,无论G是什么,Q=D
(3) G=0且Q稳定TPD后,输出不会受D影响

8. 一小点规则

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动态规则:在G从高电平到低电平,之前2*TPD,之后TPD,保证输入D有效且稳定
遵循动态规则,则可以保证内存组件将可靠地存储D上的信息,在门从高到低传递期间

9. 试试看

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G高电平持续时间不能过长,不能过短

10. 片状控制系统

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一排汽车排队等着过收费站,如何保证每次只有一个汽车过去,收费站打开时间不能过长,也不能过短

11. 擒纵策略

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1门开,2门关,收费站进入一个车,1门关,2门开,收费站中的车出去。同一时间,门1、2不会同时开
2门打开的频率,即收费站处理速度

12. 边沿触发 D寄存器

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master latch有无反相器实现

13. D寄存器波形

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CLK低电平时,主开从关,星处波形随D而改变
CLK高电平时,主关从开,输出Q变为星处电平

14. 有关持有时间

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Tcd,m>=Th,s

15. D寄存器时间1

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Tpd:上升沿到Q输出有效的时长
Tcd:上升沿到Q保持之间值有效的时长
寄存器是宽容的,所以Tpd、Tcd仅存于Q真发生改变的时候
Tsetup:保证latch在关闭之前,Q已经到达输入Q’
Thold:保证latch在开启之前,已经将电压保存了下来

16. 单时钟同步电路

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所有时钟设备共享同一时钟信号
时钟周期大于:每个寄存器输出到寄存器输入的时间+寄存器设置时间

17. 单时钟系统时序

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tCLK一般称作时钟周期,寄存器tpd和tsetup越小,时钟周期可以越小

18. 离散时间

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每次上升沿之后,时钟周期剩余时间内,内存组件的输出作为当前状态,经过组合逻辑形成输出

19. 时序电路时间

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20. 总结

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