Bases des verrous en électronique numérique

Dans électronique numérique , un loquet est une sorte de circuit logique , et il est également connu sous le nom de bistable-multivibrateur . Parce qu'il a deux états stables, à savoir actif haut et bas actif. Il fonctionne comme un périphérique de stockage en conservant les données via une voie de rétroaction. Il stocke 1 bit de données tant que l'appareil est activé. Une fois la validation déclarée, le verrouillage instantané peut modifier les données stockées. Il teste constamment les entrées une fois que le signal d'activation est activé. Le fonctionnement de ces circuits peut se faire en 2 états sur la base du signal de validation haut ou bien bas. Lorsque le circuit de verrouillage est dans un état haut actif, alors les deux i / ps sont bas. De même, lorsque le circuit de verrouillage est alors un état bas actif, alors les deux i / ps sont hauts.

Différents types de loquets

Les loquets peuvent être classés en différents types qui incluent SR Latch, Loquet S-R Gated , Loquet D , Loquet D Gated, Loquet JK et Loquet en T.

Loquet SR

Une Loquet SR (Set / Reset) est un appareil asynchrone, et il fonctionne séparément pour les signaux de commande en fonction de l'état S et des entrées R. Le verrou SR utilisant des portes 2-NOR avec une connexion en boucle croisée est illustré ci-dessous. Ces loquets peuvent être construits avec Portes NAND cependant, les deux entrées sont également échangées et annulées. On l'appelle donc SR’-loquet.

Loquet SR

Chaque fois qu'une entrée haute est donnée à la ligne S du verrou, alors la sortie Q devient haute. Dans le processus de rétroaction, la sortie Q restera élevée, lorsque l'entrée S redeviendra basse. De cette manière, le loquet fonctionne comme un périphérique de mémoire.

De même, une entrée haute est donnée à la ligne R du verrou, puis la sortie Q passe au niveau bas (et Q ’au niveau haut), puis la mémoire du verrou se réinitialise effectivement. Lorsque les deux entrées du verrou sont au niveau bas, il reste dans son état initial ou réinitialisé. Le table de transition d'état ou table de vérité du verrou SR est illustré ci-dessous.

Lorsque les deux entrées sont hautes en même temps, il y a un problème: il est dit de générer simultanément un Q élevé et un Q faible.Cela génère une condition de course dans le circuit, soit la bascule réalise quelque chose en modifiant d'abord répondra à l'autre et se déclare . De préférence, les deux Des portes logiques sont égaux et l'appareil sera dans un état indéfini pour une étape indéfinie.

Verrou SR Gated

Dans certains cas, il peut être courant de commander lorsque le loquet peut et ne peut pas se verrouiller. La simple extension d'un Loquet SR n'est rien d'autre qu'un loquet SR à verrouillage . Il donne une ligne d'activation qui doit être poussée vers le haut avant que les informations puissent être verrouillées. Bien qu'une ligne de commande soit nécessaire, le verrou n'est pas synchrone en raison des entrées qui peuvent modifier la sortie même au milieu d'une impulsion de validation.

Verrou SR Gated

Lorsque l'entrée d'un Enable est faible, le o / ps des portes doit également être inférieur, par conséquent les sorties Q & Q restent verrouillées vers les informations antérieures. Lorsque le i / p d'activation est élevé, il suffit de changer la position du verrou, comme indiqué dans le tableau. Lorsque la ligne de validation est indiquée, un verrou SR à déclenchement est égal dans le processus vers un verrou SR. Parfois, une ligne d'activation est un signal CLK, mais il s'agit d'un stroboscope de lecture / écriture.

Loquet D

Le verrou de données est une extension facile du verrou SR-verrouillé qui élimine le risque d'états d'entrée inacceptables. Parce que le verrou SR à déclenchement nous permet de fixer la sortie sans utiliser les entrées de S ou R, nous pouvons éliminer l'un des i / ps en pilotant les deux entrées avec un pilote opposé. Nous éliminons une entrée et la rendons automatiquement opposée à l'entrée résiduelle.

Loquet D

Le verrou D sort l'entrée du D lorsque la ligne d'activation est à l'état haut, sinon, la sortie est celle que l'entrée D était à chaque fois que l'entrée d'activation était à l'état haut. C'est la raison pour laquelle il est connu sous le nom de loquet transparent. Lorsque Enable est indiqué, le verrou est appelé comme transparent et les signaux se propagent directement à travers lui, car s'il n'est pas présent.

Loquet D fermé

À loquet D fermé est conçu simplement en changeant un verrou SR-verrouillé, et le seul changement dans le verrou SR-verrouillé est que l'entrée R doit être modifiée en S. Le verrou verrouillé inversé ne peut pas être formé à partir d'un verrou SR en utilisant NOR est illustré ci-dessous.

Loquet D fermé

Chaque fois que l'activation du CLK est élevée, l'o / p verrouille tout ce qui se trouve sur l'entrée du D. De même lorsque le CLK est bas, alors le D i / p pour l'activation finale haute est la sortie.

Le circuit du verrou ne connaîtra pas du tout un état Race car la seule entrée D est inversée pour offrir aux deux entrées. Par conséquent, il n'y a aucune possibilité d'un état d'entrée similaire. Ainsi, le circuit de verrouillage D peut être utilisé en toute sécurité dans plusieurs circuits.

Loquet JK

Les deux Loquet JK , ainsi que le verrou RS, est similaire. Ce verrou comprend deux entrées à savoir J ​​et K qui sont représentées dans le schéma de porte logique suivant. Dans ce type de verrou, l'état flou a été supprimé ici. Lorsque les entrées de verrouillage JK sont hautes, la sortie est basculée. La seule différence que nous pouvons observer ici est la rétroaction de sortie vers les entrées, qui n'est pas présente dans le verrou RS.

Loquet JK

Loquet en T

Le Loquet en T peut être formé chaque fois que les entrées de verrouillage JK sont court-circuitées. La fonction de T Latch sera comme ceci lorsque l'entrée de la bascule est élevée, puis la sortie sera basculée.

Loquet en T

Avantages des loquets

Le avantages des loquets inclure les éléments suivants.

• La conception des loquets est très flexible quand on compare avec FF (bascules)
• Les loquets utilisent moins d'énergie.
• Les performances du verrou dans la conception du circuit à grande vitesse sont rapides car elles sont asynchrones dans la conception et il n'y a pas besoin de signal CLK.
• La forme du loquet est très petite et occupe moins de surface
• Si le fonctionnement du circuit basé sur le verrouillage n'est pas terminé dans un temps défini, ils empruntent le temps nécessaire à l'autre pour terminer l'opération
• Les loquets donnent un pointage agressif lorsqu'ils sont comparés avec circuits de bascule .

Inconvénients des loquets

Le inconvénients des verrous inclure les éléments suivants.

• Il y aura une chance d'affecter les conditions de course, donc celles-ci sont moins attendues.
• Lorsqu'un verrou est sensible au niveau, il y a une chance de méta-stabilité.
• L'analyse du circuit est difficile en raison de la propriété de sensibilité au niveau.
• Le circuit peut être testé en utilisant un programme CAO supplémentaire

Application des verrous

Le applications des verrous inclure les éléments suivants.

• Généralement, les verrous sont utilisés pour conserver les conditions des bits pour encoder des nombres binaires
• Les verrous sont des éléments de stockage à un seul bit qui sont largement utilisés dans l'informatique ainsi que dans le stockage de données.
• Les verrous sont utilisés dans les circuits comme le déclenchement de l'alimentation et l'horloge en tant que périphérique de stockage.
• Les verrous D sont applicables aux systèmes asynchrones tels que les ports d'entrée ou de sortie.
• Les verrous de données sont utilisés dans les systèmes biphasés synchrones pour réduire le nombre de transit.

Il s'agit donc d'un aperçu des verrous. Ce sont les éléments de base pour circuits séquentiels . La conception de ceci peut être faite en utilisant des portes logiques. Son fonctionnement dépend principalement de l'entrée d'une fonction d'activation. Voici une question pour vous, Quels sont les deux états de fonctionnement des verrous?