Giáo trình kỹ thuật số - Phần 3 Mạch dãy - Ch 12

Mạch dãy không đồng bộNếu mạch dãy đồng bộ hoạt động theo sự điều khiển của xung nhịp Ck thì mạch dãy không đồng bộ hoạt động theo sự điều khiển bởi các sự kiện mà không tuân theo quy luật. Tóm lại tất cả các mạch dãy mà đ-ợc điều khiển bởi các sự kiện ngẫu nhiên thì đ-ợc xếp vào nhóm mạch dãy không đồng bộ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật số - Phần 3 Mạch dãy - Ch 12BomonKTDT-§HGTVTCh−¬ng 12 M¹ch d∙y kh«ng ®ång bé NÕu m¹ch d·y ®ång bé ho¹t ®éng theo sù ®iÒu khiÓn cña xung nhÞp Ck th×m¹ch d·y kh«ng ®ång bé ho¹t ®éng theo sù ®iÒu khiÓn bëi c¸c sù kiÖn mµ kh«ngtu©n theo quy luËt. Tãm l¹i tÊt c¶ c¸c m¹ch d·y mµ ®−îc ®iÒu khiÓn bëi c¸c sù kiÖn ngÉu nhiªnth× ®−îc xÕp vµo nhãm m¹ch d·y kh«ng ®ång bé.I. C¸c b−íc thiÕt kÕ: VÒ c¬ b¶n gièng víi c¸c b−íc thiÕt kÕ m¹ch ®ång bé, chØ kh¸c ë b−íc 5 vµb−íc 6 X¸c ®Þnh bµi to¸n X¸c ®Þnh tÝn hiÖu vµo ra §å h×nh tr¹ng th¸i, b¶ng tr¹ng th¸i, b¶ng ra Rót gän tr¹ng th¸i M· ho¸ nhÞ ph©n X¸c ®Þnh hÖ ph−¬ng tr×nh cña m¹ch S¬ ®å m¹ch thùc hiÖn 129PTH-DTT- B−íc 5: M· ho¸ nhÞ ph©nM¹ch kh«ng ®ång bé ho¹t ®éng kh«ng cã sù t¸c ®éng cña xung nhÞp, cho nªn trongm¹ch th−êng xuÊt hiÖn hiÖn t−îng ch¹y ®ua huÆc hiÖn t−îng chu kú, dÉn tíi sù ho¹t®éng kh«ng chÝnh x¸c cña m¹ch. Cho nªn khi m· ho¸ cÇn cã biÖn ph¸p ®Ó lo¹i trõ.- B−íc 6: X¸c ®Þnh hÖ ph−¬ng tr×nh cña m¹ch: Dùa vµo b¶ng tr¹ng th¸i b¶ng tÝn hiÖu ra vµ cã thÓ dùa trùc tiÕp vµo ®å h×nh.C¶ 2 c¸ch ®Òu cã 2 lo¹i ph−¬ng tr×nh:+ Ph−¬ng tr×nh cña m¹ch chØ dung NAND+ Ph−¬ng tr×nh cña m¹ch chØ dung RS-FF kh«ng ®ång bé vµ c¸c m¹ch NANDC¸ch 1: Dùa vµo b¶ng tr¹ng th¸i vµ tÝn hiÖu ra*. ChØ dïng m¹ch NAND:Ký hiÖu A, B,…, N lµ c¸c biÕn nhÞ ph©n dïng ®Ó m· ho¸ tr¹ng th¸i trong cña m¹ch.X1, X2 ,…,Xm lµ c¸c tÝn hiÖu vµo ®· ®−îc m· ho¸ nhÞ ph©nZ1, Z2 ,…,Zn lµ c¸c tÝn hiÖu ra ®· ®−îc m· ho¸ nhÞ ph©nDùa vµo b¶ng tr¹ng th¸i, b¶ng ra x¸c ®Þnh ®−îc hÖ ph−¬ng tr×nh:A=fA(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)B=fB (A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)…………….N=fN(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Z1 =g1(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Z2 =g2(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)…………Zn =gn(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Tèi thiÓu ho¸ hÖ hµm nµy vµ viÕt ph−¬ng tr×nh ë d¹ng chØ dïng NAND*, M¹ch dïng RS-FF vµ c¸c m¹ch NANDTrong b¶ng m· tr¹ng th¸i, c¨n cø vµo sù thay ®æi tr¹ng th¸i cña tõng FF:A->A; B->B,…,N->N, x¸c ®Þnh ®−îc gi¸ trÞ t−¬ng øng cña ®Çu vµo kÝch R, S chotøng FF, tõ ®ã viÕt ®−îc hÖ ph−¬ng tr×nh:RA=F1(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)RB=F2(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Tèi thiÓu ho¸ hµm vµ viÕt ph−¬ng tr×nh ë d¹ng dïng NAND. C¸ch lµm t−¬ng tù víiB, C,..,NC¸ch 2: Dùa trùc tiÕp vµo ®å h×nh tr¹ng th¸iTa cã ph−¬ng tr×nh ®Çu vµo kÝch R, S cña FF-A lµ:SA=TËp hîp bËt(on) cña A + [(1)]RA=TËp hîp t¾t(off) cña A + [(0)]T−¬ng tù cho B, C,…,N*. NÕu chØ dïng NANDTa cã ph−¬ng tr×nh cña RS-FF nh− sau: Q=S+ RQ => A=SA+ R A A Sau ®ã tiÕn hµnh tèi thiÓu ho¸ tõng ph−¬ng tr×nh vµ viÕt d−íi d¹ng chØ dïngNAND.TiÕn hµnh t−¬ng tù víi B, C,..,N* NÕu chØ dïng RS-FF kh«ng ®ång bé vµ c¸c m¹ch NANDTa cÇn x¸c ®Þnh SA, RA theo c¸c biÕn ®Çu vµo vµ c¸c biÕn nhÞ ph©n dïng ®Ó m· ho¸:RA=F1A(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)SA=F2A(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)RB=F2B(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)130BomonKTDT-§HGTVT……………..RN=F1N(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)SN=F2N(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Z1=Y1(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Z2=Y2(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)………….Zn=Yn(A, B, …,N, X1, X1, .., Xm)Tèi thiÓu ho¸ hÖ ph−¬ng tr×nh: viÕt c¸c ph−¬ng tr×nh ë d¹ng dïng m¹ch NAND.II. m· ho¸ vµ Tèi thiÓu ho¸ th¸i trong m¹ch d·y kh«ng ®ångbé. 1. M· ho¸ tr¹ng th¸i: Nãi chung m· ho¸ tr¹ng th¸i ë lo¹i m¹ch nµy vÒ nguyªn t¾c còng gièng nh−hÖ thèng m¹ch d·y ®· xem xet, nh−ng l−u ý viÖc m· ho¸ ph¶i tr¸nh ®−îc hiÖn t−îngchu kú vµ ch¹y ®ua. Tr¸nh hiÖn t−îng chu kú: Ph¶i l−u ý sao cho víi mäi tæ hîp tÝn hiÖu vµo th×m¹ch lu«n lu«n cã mét tr¹ng th¸i æn ®Þnh. Tr¸nh hiÖn t−îng ch¹y ®ua: Ph¶i l−u ý m· ho¸ sao cho víi tÊt c¶ c¸c chuyÓnbiÕn tr¹ng th¸i cã thÓ cã cña m¹ch chØ cã duy nhÊt mét biÕn thay ®æi mµ th«i, tøc lµc¸c cÆp tõ m· m· ho¸ cho Si vµ Sj(Si->Sj) cã kho¶ng c¸ch Hamming lµ 1 Minh ho¹: Cho ®å h×nh tr¹ng th¸i cña m¹ch d·y kh«ng ®ång bé nh− h×nh sau: S0 S1 X AB AB 01 00 X X S2 AB 11Khi thay ®æi tõ S2->S0 c¶ hai biÕn nhÞ ph©n ®Òu thay ®æi(11->00), ®iÒu nµy dÉn®Õn hiÖn t−îng ch¹y ®ua trong m¹ch, ®Ó tr¸nh ta ®−a thªm biÕn S3 ®Ó sù thay ®æi tõS2->S0 th«ng qua S3, tøc lµ S2->S3->S0, ®¶m b¶o chØ cã mét biÕn thay ®æi, th−êngchän ®iÒu kiÖn tho¸t khái tr¹ng th¸i gi¶ lµ v« ®iÒu kiÖn: ...