та импульса. Изменение управляющих сигналов в эти отрезки времени может оказать неправильное влияние на работу триггера.

Щ/fs -

Влияние взаимного временного сдвига тактовых импульсов

В синхронных системах в идеальном случае каждый тактовый импульс должен быть на входах соответствующих цепей в один и тот же момент времени. Однако в системах с большим быстродействием под влиянием разл1ичных факторов тактовые импульсы могут быть сдвинуты друг относительно друга, в результате чего при управлении цепей возникают критические состояния и запись в триггеры неправильной информации.

Взаимный сдвиг во времени тактовых импульсов возникает при их распространении по линиям разной длины между генератором импульсов и управляемыми цепями; большое влияние оказывают различные задержки отдельных ветвей распределителя тактовых импульсов, прежде всего разное число усилителей и логических уровней и разброс значений задержек используемых схем.

Допустим, что имеется схема на рис. 6.73а с триггером А, управляемым тактовыми импульсами THi, и с триггером В, управляемым тактовыми импульсами ТИг-Тактовые импульсы THi и ТИг поступают от одного источника тактовых импульсов, однако под действием различных факторов на входах обоих триггеров они появляются не в один и тот же момент времени, а со сдвигом ДТИ. Выход триггера А изменяется после каждого активного фронта тактового импульса, и эти изменения с запаздыванием D появляются на входах J и К триггера В, выход которого изменится под действием активного фронта тактового импульса Рис. 6.73. Влияние взаимного временного ТОЛЬКО, если / = /С=1. сдвига тактовых импульсов: Диаграмма на рис. 6.736

а) упрощенная схема с задержкой D показывает режим работы между выходом триггера А и входом триг- большой зяпрпжкр D

гера В; б) рабочие условия при наличии "Р" оольшои задержке и, большой задержки D; в) при малой за- Даже В этом случае большо-держке D ГО взаимного сдвига такто-

1Т

"I о-

А \-

п п

л п

л TL

"1 I

вых импульсов THi и ТИг триггер В работает правильно, так как из-за большой задержки D информация /в = /Св=1 записывается только при активном фронте второго тактового импульса. В данном случае условие правильного синхронного режима работы выполнено.

Во временной диаграмме на рис. б.73в предполагается очень маленькая задержка D. В результате изменение сигнала на входах триггера В происходит еще во время действия первого, сдвинутого во времени импульса ТИг. Как уже отмечалось ранее, это изменение может быть зарегистрировано, и после активного фронта тактового импульса неправильно изменится состояние выхода триггера В. Из диаграммы видно, что сигналы на входах триггера В изменяются и во время действия следующих импульсов ТИг. Поэтому состояние выхода триггера В может измениться совершенно хаотически в зависимости от того, происходят ли изменения в положительном или отрицательном направлении и в какой мере успевает на них реагировать данный триггер.

Для обеспечения правильной работы должно выполняться условие . .

. 4д.1 мин - это минимальная задержка, после которой выход Q триггера под действием активного фронта тактового импульса установится на значении 1; /?мин - минимальная задержка в логи- ческой схеме между двумя триггерами; у.мин. -- минимальное время, в течение которого перед приходом активного фронта тактового импульса информация должна быть на управляющих входах, чтобы триггер мог на эту информацию реагировать. Очевидно, что при большой задержке D проблема сдвига АТИ исключается и она также не имеет места при сдвиге в направлении, противоположном показанному на рис. 6.73. В схемах с одним направлением потока информации можно сделать так, чтобы сдвиг АТИ был противоположен направлению потока информации. Это можно осуществить с помощью добавочных задержек или соответствующего направления линий передачи.

Временной сдвиг тактовых импульсов может быть в значительной мере изменен за счет уменьшения задержки самого длинного тракта, по которому проходят тактовые импульсы. Этого можно достичь соответствующим размещением генератора тактовых импульсов, соответствующим распределением тактовых импульсов и размещением менее критических элементов в удаленных блоках системы.

Влияние временного сдвига АТИ может быть исключено или ограничено, в принципе, четырьмя способами: .

1. Использованием триггеров, не чувствительных к сдвигу АТИ. Это триггеры с блокированием управляющих входов при ТИ = 1.

2. Увеличением задержки линий, по которым подаются тактовые импульсы к ближайшим логическим схемам. Реализация воз-

можна путем использования более длинной линии, ведущей к соответствующим элементам не прямо, а путем использования линий передачи с меньшей скоростью распростраиения сигнала и с несогласованным сопротивлением. Большая задержка может быть также получена за счет большего числа каскадов мощных схем в соответствующей ветви главного генератора тактовых импульсов, емкостной нагрузки выходов и менее быстродействующих схем в соответствующей ветви, ведущей к близким логическим элементам. Эта последняя возможность реализуется проще всего, если в системе используются интегральные схемы с различным быстродействием или смешанные схемы.

3. Увеличением задержки в линиях, используемых для передачи информации между близкими и оконечными логическими блоками системы. Это можно реализовать таким же образом, как и в случае б, а кроме того, путем использования в близких логических схемах элементов с меньшим быстродействием.

4. Уменьшением задержки в линиях, подводящих тактовые импульсы к оконечным блокам системы. Реализацию обеспечивают методы, противоположные б и е. В соответствующих ветвях главного генератора должны быть использованы самые быстродействующие схемы, далее необходимы непосредственная и с малой задержкой передача сигналов с помощью линий с большой скоростью распространения и точное согласование сопротивлений, которое ограничивает отражение сигналов.

Разветвление выходов источника тактовых импульсов должно быть радиального типа с прямым соединением каждого выхода с соответствующими элементами. Все радиальные линии должны быть тщательно согласованы, это обеспечит минимальную, точно определенную задержку. Последовательное подключение схем к одной линии может быть использовано только в небольших системах. Выходная логическая схема главного источника тактовых импульсов должна иметь минимальное число уровней, что связа-.но с производственным разбросом величины задержки отдельных схем.

При достаточно малых размерах системы все эти проблемы не так сложны, так как разница задержек в линиях передачи невелика и основное значение имеют только разные задержки в логических схемах и в разветвлениях источника тактовых импульсов.

Асинхронный режим работы синхронных триггеров

В ассинхронном режиме вход ТИ синхронного триггера может управляться с выходов других триггеров. Разницу между синхронным и а.синхронным режимами работы наглядно показывают схемы на рис. 6.74. В схеме на рис. 6.74а тактовыми импуль-. сами управляются оба триггера одновременно. В другой схеме,