Приоритетный шифратор вырабатывает на выходе двоичный номер старшего запроса.

При наличии всего одного возбужденного входа приоритет­ный шифратор работает так же, как и двоичный. Поэтому в сериях элементов двоичный шифратор как самостоятельный элемент может отсутствовать. Ре­жим его работы — частный случай работы приоритетного шифратора.

Указатели старшей единицы решают в сущности ту же задачу, что и при­оритетные шифраторы, но вырабатывают результат в иной форме — в виде кода "1 из N". Таким образом, при наличии на входах нескольких возбужденных линий (запросов) на выходе будет возбуждена лишь одна, соответствующая старшему запросу. Число входов в этом случае равно числу выходов схемы. Указатели старшей единицы применяются в устройствах нормализации чи­сел с плавающей точкой, схемах аппаратного поллинга и т. д.

В промышленных сериях элементов имеются приоритетные шифраторы для восьмиразрядных и десятиразрядных слов. Функционирование их отображается в табл. 2.2.

Таблица полностью характеризует работу приоритетного шифратора при всех возможных комбинациях сигналов: EI — сигнала разрешения работы данного: шифратора; ЕО — сигнала, вырабатываемого на выходе данного шифратора при отсутствии запросов на его входах для разрешения работы следующего (младшего) шифратора при наращивании размерности шифра­торов; G — сигнала, отмечающего наличие запросов на входе данного шиф­ратора; R7—Rq — запросов на входах шифратора; а₂—ао — значений разря­дов выходного двоичного кода, формирующего номер старшего запроса. Все перечисленные сигналы формируются при условии El = 1 (работа шифрато­ра разрешена). При EI = 0 независимо от состояний входов запросов все выходные сигналы шифратора становятся нулевыми.

54. Что представляет собой цифровое устройство «мультиплексор», для чего может использоваться мультиплексор, каков принцип функционирования мультиплексора, как можно нарастить размерность (количество входов данных) мультиплексора как можно нарастить разрядность (количество выходов) мультиплексора?

55. Что представляет собой цифровое устройство «демультиплексор», для чего может использоваться демультиплексор, каков принцип функционирования демультиплексора, как можно нарастить размерность (количество выходов данных) демультиплексора, как можно нарастить разрядность мультиплексора (количество входов данных), какова связь между устройствами «дешифратор» и «демультиплексор»?

56. Как можно построить универсальный (настраиваемый на выполнение нужной логической функции) модуль на основе мультиплексора. Поясните принцип его работы, используя таблицу истинности устройства?

57. Что представляет собой цифровое устройство «компаратор кодовых слов», для чего используется компаратор кодовых слов, каков принцип устройства (функционирования) компаратора кодовых слов?

58. Что представляет собой цифровое устройство «полусумматор»? Поясните его действие, приведите для него таблицу истинности, опишите правила формирования суммы и переноса, используя выражения двоичной алгебры логики. Как можно построить «полный одноразрядный сумматор» на базе полусумматоров?

59. Многоразрядный сумматор: как можно его построить на базе одноразрядных полных сумматоров. Какова получится его логическая глубина? Как можно построить на базе сумматора блок суммирования-вычитания?

60. Какие подходы позволяют ускорить формирование цифр суммы в многоразрядном двоичном сумматоре? Устройство сумматора с параллельным переносом. Устройство сумматора с условными переносами.

61. Что называют «рисками» в цифровых (логических) цепях? Приведите примеры ситуаций, в которых возникают «риски». Что называют статическими «рисками» и что называют динамическими «рисками»?

Во время переходных процессов на выходах комбинационных цепей (КЦ) появляются временные сигналы, не преду­смотренные описанием работы КЦ и называемые рисками. Со временем они исчезают, и выход КЦ приобретает значение, предусмотренное логической формулой, описывающей работу цепи. Однако риски могут быть восприняты элементами памяти автоматов памяти (АП), необратимое изменение состояния которых может радикально изменить работу ЦУ, несмотря на исчезновение сигналов рисков на выходе КЦ.

Различают статические и динамические риски. Статические риски — это кратковременные изменения сигнала, который должен был бы оставаться неизменным (единичным или нулевым, соответственно говорят о 1-риске или 0-риске). Если согласно логике работы КЦ состояние выхода должно измениться, но вместо однократного перехода происходят многократные, то имеет место динамический риск. При динамических рисках первый и по­следний переходы всегда совпадают с алгоритмическими, предусмотренны­ми логикой работы схемы. Статический риск такого свойства не имеет и считается более неблагоприятным.

Статический риск: при нулевых задержках (в идеальной логической цепи) переключений быть вовсе не должно, но из-за наличия задержек на некоторых выходах наблюдаются переключения. Реальный ЛЭ переключается за какое-то конечное время, зависящее от технологии изготовления, условий эксплуатации, емкостей нагрузки и т.д. Прохождение сигнала последовательно через несколько ЛЭ будет приводить к накоплению времени задержки и возникновению сдвига во времени выходного сигнала по отношению ко входному. Наличие задержки и порождаемого ею временного сдвига сигналов может приводить к появлению на выходе отдельных ЛЭ и всей схемы в целом кратковременных сигналов, не предусмотренных БФ, реализуемой схемой. Как иллюстрацию, рассмотрим схему .

Данная схема реализует функцию , т.е. константу 0 независимо от входного сигнала X. Однако в переходном процессе в результате задержки срабатывания ЛЭ возможна ситуация, когда на обоих входах элемента 2И будут логические единицы, что может привести к появлению на выходе схемы логической 1 (см. рис.11 б). Рассмотренный случай возможен при задержке срабатывания второго элемента больше, чем первого. Такое явление называется риском сбоя. Различают статистический и динамический риски сбоя.

При статическом риске сбоя до и после переходного процесса состояние выходного сигнала одно и то же, а во время переходного процесса возможно кратковременное появление противоположного сигнала. При динамическом риске сбоя до и после переходного процесса состояния выходного сигнала противоположные, но в переходном процессе выходной сигнал несколько раз меняет свое значение. Динамический риск сбоя возможен в схеме (рис.12 а) при смене набора (Х₁=0, Х₂=1, Х₃=1) на набор (Х₁=1, Х₂=0, Х₃=0) и иллюстрируется диаграммами (рис.12 б).

В данном примере динамический риск сбоя на выходе КС сопровождается статическим на выходе элемента 1. Как видно из временных диаграмм риск сбоя имеет место при наличии определенного временного сдвига между сигналами, поступающими на вход ЛЭ. Нежелательные сигналы на выходе могут и отсутствовать при другом соотношении временных сигналов, однако принципиальная возможность их появления является фактором снижающим надежность работы схемы. Поэтому очень важно уметь обнаруживать и устранять такие явления.

Динамический риск: в случае, когда на выходе должно произойти переключение, из-за неодинаковых задержек по разным путям, вместо единственного переключения на выходе, наблюдаются несколько переключений.

Если в комбинационной схеме в качестве инвертора исполь­зуется двухвходовый логический элемент И—НЕ, как показано на рис., то между требуемым изменением на выходе и вызываю­щим его изменением на входе существует конечная временная за­держка t_g.

+5в