Jaka jest różnica między zatrzaskiem a klapką?
Myślę, że zatrzask jest równoważny flip-flopowi, ponieważ służy do przechowywania bitów i jest również równoważny z rejestrem, który służy również do przechowywania danych. Ale po przeczytaniu niektórych artykułów w Internecie znalazłem różnice między zatrzaskami i przerzutnikami w oparciu o funkcje wyzwalane przez krawędź i wrażliwe na poziom?
Co to znaczy? Czy flip-flop jest tym samym co zatrzask, czy nie?
Odpowiedzi:
Podstawową różnicą jest mechanizm bramkowania lub taktowania. Porozmawiajmy na przykład o zatrzasku SR i przerzutnikach SR.
Zatrzask SR będzie wyglądał tak
W tym obwodzie, gdy ustawisz S jako aktywny, wyjście Q będzie wysokie, a Q 'będzie niskie. Jest to niezależne od wszystkiego innego. (Jest to aktywny niski obwód, więc aktywny tutaj oznacza niski, ale dla aktywnego wysokiego obwodu aktywny oznacza wysoki)
Flip-Flop SR (zwany również bramkowanym lub taktowanym zatrzaskiem SR) wygląda tak.
W tym obwodzie wyjście jest zmieniane (tj. Przechowywane dane są zmieniane) tylko wtedy, gdy podasz aktywny sygnał zegara. W przeciwnym razie, nawet jeśli S lub R są aktywne, dane nie ulegną zmianie. Ten mechanizm służy do synchronizacji obwodów i rejestrów, aby dane nie zmieniały się niepotrzebnie.
Klapkę zbudowano z dwóch zatrzasków z tyłu na tył z zegarami o przeciwnej biegunowości, które tworzą topologię master slave.
Rodzaj zatrzasku jest nieistotny (JK, SR, D, T) do tego ograniczenia, ale ważne jest, aby przezroczystość była kontrolowana przez jakiś pin (nazwij go taktowaniem zegara lub włączania lub cokolwiek innego).
Zatrzaski SR rzucają wszystkich w pętlę, ponieważ najbardziej podstawowy projekt jest cały czas przezroczysty. Po dodaniu włączania zegara ludzie zaczynają nazywać go flip-flop. Cóż, nie jest; to zasuwa zamknięta. Możesz jednak zbudować klapkę SR z dwóch bramkowanych zamków SR:
Lub dwa zatrzaski JK:
Lub dwa zatrzaski D:
Dodanie pinezki zegarowej do zatrzasku (SR lub JK) nie powoduje, że jest to flip-flop - zamyka się w bramę. Pulsowanie zegara do zamykanej zasuwki również nie powoduje, że jest to flip-flop; sprawia, że jest to zatrzask impulsowy ( opis zatrzasku impulsowego ).
Przerzutniki są uruchamiane na krawędzi, a czasy ustawiania i trzymania są zależne od tej aktywnej krawędzi. Tradycyjny flip-flop nie pozwala na pożyczanie przez granice cykli, ponieważ topologia master-slave działa jak system blokowania i zapory, tworząc twardą krawędź przy aktywnym zegarze.
Z drugiej strony ustaw zatrzaski na przezroczystość zatrzasku i przytrzymaj, aż zatrzask się zamknie. Pozwalają również pożyczać czas przez całą fazę przejrzystości. Oznacza to, że jeśli jedna połowa cyklu jest wolna, a druga połowa cyklu jest szybka; dzięki konstrukcji opartej na zatrzaskach wolna ścieżka może pożyczyć czas w cyklu szybkich ścieżek.
Bardzo powszechną sztuczką przy projektowaniu, gdy trzeba wyciskać każdą pikosekundę ze ścieżki, jest rozłożenie klapek na dwie części (w dwóch osobnych zatrzaskach) i zrobienie logiki pomiędzy nimi.
Zasadniczo czasy ustawiania i trzymania są całkowicie różne dla zatrzasku i klapki; pod względem sposobu obsługi granic cyklu. To rozróżnienie jest ważne, jeśli wykonujesz projekt oparty na zatrzasku. Wiele osób (nawet na tej stronie) będzie je mieszać. Ale kiedy zaczniesz mierzyć ich czas, różnica stanie się krystalicznie czysta.
Zobacz także:
dobry tekst opisujący zatrzaski i klapki
Edytować:
Po prostu pokazuje klapę typu D opartą na bramce typu T (zauważ, że jest zbudowana z dwóch zatrzasków typu D opartych na bramce typu T z przeciwnymi zegarami fazowymi).
Zatrzask przekazuje dane wejściowe bezpośrednio w stanie otwartym i zamraża dane wyjściowe w stanie zatrzaśniętym. Zatrzask reaguje na poziom sygnału sterującego.
Istnieją różne rodzaje przerzutników, ale zasadniczo zmieniają one stan na brzegu sygnału sterującego, aw niektórych przypadkach na wejściach danych. Klasyczny flip-flip D jest najbardziej podobny do zatrzasku, tyle że patrzy tylko na wejście na konkretnej krawędzi zegara i zamraża wyjście przez cały pozostały czas.
Zatrzask jest przykładem bistabilnego multiwibratora, czyli urządzenia o dokładnie dwóch stabilnych stanach.
Stany te mają wysoką wydajność i niską wydajność.
Zatrzask ma ścieżkę sprzężenia zwrotnego, więc urządzenie może zatrzymać informacje.
Dlatego zatrzaski mogą być urządzeniami pamięci i mogą przechowywać jeden bit danych tak długo, jak długo urządzenie jest zasilane.
Jak sama nazwa wskazuje, zatrzaski służą do „zaczepiania się” o informacje i utrzymywania ich w miejscu.
Zatrzaski są bardzo podobne do przerzutników, ale nie są urządzeniami synchronicznymi i nie działają na krawędziach zegara, jak przerzutniki.
Flip-flop jest urządzeniem bardzo podobnym do zatrzasku, ponieważ jest bistabilnym mutiwibratorem, mającym dwa stany i ścieżkę sprzężenia zwrotnego, która pozwala mu przechowywać trochę informacji.
Różnica między zatrzaskiem a przerzutnikiem polega na tym, że zatrzask jest asynchroniczny, a wyjścia mogą się zmieniać, gdy tylko wejdą zmiany (lub przynajmniej po niewielkim opóźnieniu propagacji).
Z drugiej strony flip-flop jest wyzwalany zboczem i zmienia stan tylko wtedy, gdy sygnał kontrolny przechodzi z wysokiego na niski lub z niskiego na wysoki.
To rozróżnienie jest stosunkowo nowe i nie jest formalne, ponieważ wiele autorytetów wciąż nazywa klapki klapkami i vice versa, ale dla zachowania przejrzystości pomocne jest rozróżnienie.
Różnica między zatrzaskami i przerzutnikami polega na tym, że na ich wyjścia wpływają stale ich wejścia, dopóki obecny jest sygnał zezwolenia. Po włączeniu ich zawartość zmienia się natychmiast po zmianie danych wejściowych. Przerzutniki zmieniają treść tylko na zboczu rosnącym lub opadającym sygnału zezwolenia. Ten sygnał aktywujący steruje sygnałem zegara. Po wznoszącym się lub opadającym zboczu zegara zawartość przerzutnika pozostaje stała, nawet jeśli zmieni się wejście.
Różnica polega głównie na przeznaczeniu. Flip-flop jest ogólną ideą i ma różne warianty - w jaki sposób jest uruchamiany, wejścia JK lub D i tak dalej. Klapki mogą być używane do liczników, rejestrów przesuwnych i wszystkich innych zastosowań w tekstach i artykułach online na temat klapek.
Zatrzask jest jednym szczególnym zastosowaniem, w którym zestaw przerzutników (przypuszczam, że może być tak mały jak jeden) otrzymuje poziomy boolowskie, taktowane, a następnie utrzymuje te wartości stale na swoich wyjściach. Migawka, że tak powiem, o wartości binarnej. Nie następuje zmiana wartości wyjściowych, z wyjątkiem sytuacji, gdy nowe wejścia są taktowane lub zatrzask jest kasowany, co oznacza ustawienie wszystkich wyjść na zero.
Klapki typu D są oczywistym wyborem, ale to, czego używasz lub jak jest uruchamiane, nie jest istotne dla pojęcia, czym jest zatrzask, nawet jeśli jest to ważne w konkretnym obwodzie lub układzie, który projektujesz lub używasz.
Przezroczysta zatrzask to urządzenie z wejściem danych i wejściem sterującym. Wejście sterujące ma dwa stany, które można nazwać „ścieżką” i „wstrzymaniem”. Niektóre urządzenia uznają „wysoki” na wejściu sterującym za „ścieżkę”, a niski sygnał za „wstrzymanie”; inni robią coś przeciwnego. Ilekroć wejście sterujące znajduje się w stanie „śledzenia”, stan wyjścia będzie nieustannie próbował podążać za stanem danych wejściowych (nastąpi krótkie opóźnienie między momentem zmiany danych wejściowych a wyjściem odzwierciedla zmianę). Jeśli wejście sterujące przechodzi ze stanu „śledzenia” do stanu „wstrzymania”, pod warunkiem, że ostatnia zmiana na wejściu danych miała szansę na osiągnięcie wyniku, wyjście zachowa swoją wartość do momentu przejścia wejścia sterującego powrót do stanu „śledzenia”.
Podczas gdy przezroczyste zatrzaski mogą być używane na wiele sposobów, ważne jest, aby zrozumieć co najmniej dwa scenariusze użycia. W jednym scenariuszu zatrzask służy do przekształcenia sygnału, który czasami przechowuje prawidłowe dane, a czasami przechowuje nieprawidłowe dane, w sygnał, który zawsze będzie przechowywać prawidłowe dane. Odbywa się to poprzez utrzymanie zatrzasku w stanie „wstrzymania” za każdym razem, gdy dane wejściowe mogą nie pasować do pożądanych danych wyjściowych. Aby zmienić zatrzaśnięte dane, należy umieścić żądane dane na wejściu, a następnie krótko ustawić zatrzask na stan „śledzenia” i wrócić do stanu „wstrzymania”, uważając, aby wejście danych nie zmieniło się na niepożądaną wartość, gdy „ sygnał wstrzymania jest aktywny. Taki układ można zastosować np. Do sterowania 64 wyjściami z wykorzystaniem ośmiu sygnałów sterujących i ośmiu sygnałów danych. Każdy sygnał sterujący obsługuje osiem zatrzasków, z których jeden jest podłączony do każdego z ośmiu sygnałów danych. Można użyć wyzwalanych krawędziowo klapek tak samo łatwo, jak zatrzasków, ale zespół obwodów dla zatrzasku jest nieco prostszy. Zauważ, że przerzutnik uruchamiany zboczem w tym scenariuszu idealnie uruchomiłby przejście z „wstrzymania” na „śledzenie”.
W drugim scenariuszu użycia, wejście może nie być znaczące w momencie, gdy zatrzask przełączy się na „przezroczysty”, ale stanie się znaczący przed przełączeniem zatrzasku na „wstrzymanie”. Jeśli urządzenia korzystające z tego wyjścia nie będą dbały o jego stan, dopóki jakiś czas po przełączeniu zatrzasku nie zmieni się na „wstrzymanie”, wówczas stan wejścia danych w tym czasie zostanie podany do wyjścia. W tym scenariuszu można użyć wyzwalanego zboczem przerzutnika, ale musi on wyzwalać przejście z „ścieżki” do „zatrzymania”. Zauważ, że jeśli dane wejściowe do zatrzasku stają się ważne przez długi czas przed przejściem z „wstrzymania” do „śledzenia”, wyjście zrobi to samo. W przeciwieństwie do tego, wyjście flip-flopa stało się ważne tylko po zmianie zegara.
Główną różnicą między zatrzaskami i przerzutnikami jest to, że w przypadku zatrzasków ich wyjścia są pod stałym wpływem ich wejść, o ile zapewniony jest sygnał zezwolenia. Innymi słowy, gdy są włączone, ich zawartość zmienia się natychmiast, gdy zmieniają się dane wejściowe. Z drugiej strony, flip-flopy zmieniają swoją zawartość tylko na zboczu rosnącym lub opadającym sygnału zezwolenia. Ten sygnał aktywujący jest zwykle kontrolnym sygnałem zegarowym. Po wznoszącym się lub opadającym zboczu zegara zawartość przerzutnika pozostaje stała, nawet jeśli zmieni się wejście