@ -Триггер Советский патент 1986 года по МПК H03K3/37 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для построения последовательных узлов в цифровой технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения дополнительного импульсного сигнала.

На фиг. 1 изображена функциональная схема DV-триггера; на фиг. 2 - объединенная карта Карно; на фиг. 3 - граф работы DV-триггера.

DV-триггер содержит элементы И-НЕ 1-6, тактовую шину 7(С), информационную шину 8 (D), управляющую шину 9(V) и выходные шины 10-12.

На фиг. 2 и 3 обозначены состояния 13-20 DV-триггера.

Выходы элементов И-НЕ 1 и 2 соединены соответственно с первыми входами элементов И-НЕ 2 и 1. Тактовая шина 7 соединена с первыми входами элементов И-НЕ 3 и 4, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами элементов И-НЕ 1 и 3. Управляющая шина 9 соединена с третьим входом элемента И - НЕ 3 и с первым входом элемента И-НЕ 5, выход которого соединен с четвертым входом элемента И-НЕ 3, вторым входом элемента И-НЕ 2 и первым входом элемента И-НЕ 6, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 4, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 6. Информационная шина 8, выходные шины 10 и 11 соединены соответственно с вторым входом элемента И-НЕ 5 и с выходами элементов И-НЕ 1 и 2. Выходная шина 12 соединена с третьим входом элемента И-НЕ 4 и с выходом элемента И-НЕ 3, пятый вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 2.

Выходы элементов И-НЕ 1-3 являются соответственно прямым, инверсным и импульсным выходами DV-триггера. Элементы И-НЕ 1 и 2 составляют выходную би- стабильную ячейку, элементы И-НЕ 4 и 6 - коммутирующую бистабильную ячейку, а элемент И-НЕ 3 является управляющим элементом.

В статическом состоянии, отраженном на карте Карно (фиг. 2), триггер может находиться только в четырех устойчивых состояниях 15, 16, 17 и 18, обведенных на карте Карно кружочками. Состояния 13, 14, 19 и 20 являются неустойчивыми. В состояниях 15 и 16 триггер находится в пуле, поэтому Q Ъ О, а Q Z2 1. В состояних 17 и 18 триггер находится в единице, поэтому а Q 0. На выходе 12 триггера действует потенциал логической единицы. Карта Карно (фиг. 2) отражает состояния триггера при действии на шине 9 разрешающего потенциала V 1. В состоянии 17 триггер может оказаться только в момент включения питания. Достоверность карты Карно устанавливается по уравнениям триггера:

rZ4.n- С+ 7з+ DZ4

Zat С+ Z4+ D+ DZ, Z|,,f Z3+DZ,

где Zii,i, Zten. Z.stfi- состояния выходной и коммутирующей биста- бильных ячеек и управляющего элемента И-НЕ 3 в последующий момент времени t+l после изменения входного сигнала

сигналов внутреннего состояния в предыдущий момент времени t.

Динамика работы триггера со всеми возможными переходами изображена в виде 0 графа на фиг. 3.

При подаче питания на триггер последний может оказаться в неустойчивом состоянии 13, 14, 19 или 20, из которого он сразу переходит в состояние 18, являющееся устойчивым единичным состоянием.

Если триггер при включении питания окажется в состоянии 17, являющемся также единичным устойчивым состоянием, то, как видно из графа на фиг. 3, в любое другое

состояние он может выйти самым кратчайшим путем при дeйcJBии соответствующих сочетаний сигналов D и С. В этом случае быстродействие триггера при изменении состояния из «1 в «О составит 31з, где 1з - время распространения сигнала в одном

элементе И-НЕ. При переходе из состояния 17 в состояние 18, т. е. из состояния Z., О, Zi 1 в состояние Z4 Z3 Z| 1, потребуется время, равное Из. Таким образо.м, для перевода триггера из единичного состояния в рабочее единичное состояние затрачивается минимум времени без изменения потенциалов выходной бистабильной ячейки.

Для перевода триггера из состояния 18, когда на вЬ)1ходах элементов И - НЕ 1, 3 и 4 действуют потенциалы Z| Z;i Z4 1, в нулевое состояние 15 или 16 достаточно на шину 8 подать сигнал D 1. Тогда в зависимости от сигнала на шине 7, определяющего направление перехода в состояния 15 или 16, на выходе элемента

Q 5 И-НЕ образуется ноль, который непосредственно запирает элемент И - НЕ 3 и переводит элемент И - НЕ 2 в единицу, что изменяет состояние триггера на Q О и Q 1. Состояние коммутирующей ячейки на элементах И - НЕ 4 и 6 не может изме5 нить состояние выходов элементов И-НЕ 1, 2 и 3.

Для перевода триггера из состояния 15 или 16 в состояние 18, т. е. из «О и «1«,

вступает в работу коммутирующая ячейка на элементах 4 и 6. Поэтому при действии на шине 8 потенциала D О элемент И-НЕ 3 переходит из состояния «1 в «О только в случае, когда на шине 7 единица, т. е. С 1, а на выходе элемента И-НЕ 4 уже образован потенциал единицы 7./ 1. Когда элемент И-НЕ 3 устанавливается в ноль, то выходная бистаб ильная ячейка занимает состояние Q 1, Q 0. Потенциал же нуля на инверсном выходе триггера сразу после его образования блокирует элемент И-НЕ 3, образуя на его выходе, т. е. шине 12, единичный потенциал 7з 1.

Следовательно, триггер срабатывает по фронту тактового импульса при его переводе из состояния «О в «1, а остальное время выходная ячейка триггера нечувствительна к действию потенциала на шине 7. Кроме того, в момент фронта тактового импульса нулевой потенциал, образованный на выходе элемента И-НЕ 3 будет действовать ровно 31з, т. е. дополнительно при переходе триггера из «О в «1 образуется импульс на шине 12, который дифференцирует тактовый сигнал по его фронту.

Таким образом, реализуется синхронно- асинхронный алгоритм работы триггера, срабатывающего от фронта тактового импульса, причем в момент такого срабатывания образуется дифференциальный импульс длительностью 3(з на дополнительном выходе триггера. При асинхронной установке триг- гера дифференциальный импульс не образуется, т. е. сигнал D О устанавливает триггер в единицу только от фронта тактового импульса с образованием в этот момент короткого импульса на дополнительном выходе, а сигнал D 1 устанавливает триггер в ноль, не ожидая тактового импульса, и тактовый импульс не укорочен.

Формула изобретения

DV-триггер, содержащий тактоаую, информационную, управляющую шины и щесть элементов И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с первыми входами второго и первого элементов И-НЕ, тактовая щина соединена с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, управляющая шина соединена с третьим входом третьего элемента И-НЕ и с первым входом пятого элемента И-НЕ, выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента И-НЕ, вторым входом второго элемента И-НЕ и первым входом шестого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И-НЕ, информационная, первая и вторая выходные шины соединены соответственно с вторым входом пятого элемента И-НЕ и с выходами первого, второго элементов И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз.мож- ностей, в него введена третья выходная шина, которая соединена с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и с выходом третьего элемента И - НЕ, пятый вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ.

фиг.2

(рае,3

Изобретение относится к мнкроэ.юк тронике и может быть использовано для построения последовательных узлов в цифровой технике. Цель изобретения - рас1иире- ние функциональных возможностей -- достигается за счет получения дополнительного импульсного сигна, 1а. Для этого в DV-триг- гер, содержащий элементы I-6 И- НЕ, Н1и- ны: тактовую 7 (С), инфор.мационную 8 (D), управляющую 9 (V) и выходные 10 и М, введена третья выходная П1ина 12. В результате реализуется синхронно-асинхронный алгорит.м работы триггера, срабатывающего от фронта тактового импульса. При этом в момент такого срабатывания образуется дифференциальный импульс на дополнительном выходе триггера. При асинхронной устаноЕ ке триггера дифференциальный импульс не образуется. Работа триггера поясняется в описании изобретения по объединенной карте Карно и графику-таблице в описании изобретения. I табл., 2 ил. SS N3 00 4 СО СЛ фиг.1