Контрольные вопросы

1. Определите методику расчета быстродействия КЦУ.

2. Объясните понятие «состязания в КЦУ». Приведите пример.

3. Какие методы борьбы с помехами в КЦУ Вы знаете?

Глава 8 Понятие о пцу

8.1. Основные определения и структура пцу

Цифровое устройство называется последовательностным, если его выходные сигналы Y зависят не только от текущих значений входных сигналов X, но и от последовательности значений входных сигналов, поступивших на входы в предшествующие моменты времени. В ПЦУ предыстория поступления последовательности входных сигналов обязательно фиксируется с помощью специальных запоминающих элементов или элементов памяти. Поэтому говорят, что ПЦУ обладают памятью. Элемент памяти помимо входных и выходных сигналов характеризуется состоянием, которое может изменяться в дискретные моменты времени под воздействием сигналов на его входе. Простейший элемент памяти может принимать одно из двух состояний, например 0 или 1. Это состояние может сохраняться сколь угодно долго, по крайней мере, в течении некоторого промежутка времени. Как уже было сказано, ПЦУ называются так же цифровыми автоматами, конечными автоматами или автоматами с памятью.

Структура ПЦУ представлена на рис. 8.1.1.

Рис. 8.1.1. Структурная схема последовательностного цифрового устройства.

ПЦУ разделяется условно на комбинационное цифровое устройство (КЦУ) и запоминающее устройство (ЗУ), представляющее собой совокупность простейших элементов памяти Т₁, Т₂,..., Т_k, на которые воздействуют сигналы U={U₁, U₂, ..., U_k}. Под воздействием сигнала U_i элемент T_i может перейти в одно из двух состояний: 0 или 1. Состояние элемента T_i отображается сигналом Z_i. Совокупность сигналов Z={Z₁, Z₂, ..., Z_k} отображает состояние ПЦУ. Если в ПЦУ содержится k простейших элементов памяти, то общее число состояний ПЦУ равно 2^k.

Комбинационное цифровое устройство, входящее в состав ПЦУ, представляет собой устройство, схема которого описывается булевыми функциями: Y=F(X,Z), U=H(X,Z). ПЦУ работает под воздействием входных сигналов X, которые поступают в моменты времени t=0,1,2,... . В момент времени t=0 ПЦУ находится в начальном состоянии. При этом Z(t)={Z₁(t), Z₂(t), ..., Z_k(t)}, принимает некоторое начальное значение. При поступлении в моменты времени сигналов X(t) в ПЦУ формируются выходные сигналы Y(t) и сигналы U(t), воздействующие на запоминающие элементы. В результате ПЦУ переходит в некоторое состояние Z(t), и тем самым фиксируется воздействие входных сигналов X(t) в момент времени t. Темп работы ПЦУ определяется темпом поступления входных сигналов.

Совокупность правил, определяющих последовательность переключения состояний Z(t) и последовательность выходных сигналов Y(t) в зависимости от последовательности входных сигналов X(t), принято называть законом функционирования ПЦУ.