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  • 异步时序逻辑电路

    2013-11-22 01:06:47
    数字逻辑的第六章异步时序逻辑电路PPT,6.2 脉冲异步时序电路 6.2.2 脉冲异步时序逻辑电路的分析 图文详解
  • 分组合逻辑电路时序逻辑电路。前者的逻辑功能与时间无关,即不具记忆和存储功能,后者的操作按时间程序进行。由于只分高、低电平,抗干扰力强,精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等...

    逻辑电路:

    以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。分组合逻辑电路时序逻辑电路。前者的逻辑功能与时间无关,即不具记忆和存储功能,后者的操作按时间程序进行。由于只分高、低电平,抗干扰力强,精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。 最基本的有与电路 或电路 和非电路。简单的逻辑电路通常是由门电路构成,也可以用三极管来制作,比如,一个NPN三极管的集电极和另一个NPN三极管的发射极连接,这就可以看作是一个简单的与门电路,即:当两个三极管的基极都接高电平的时候,电路导通,而只要有一个不接高电平,电路就不导通……

    组合逻辑电路:

    组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关。组合逻辑电路可以有若个输入变量和若干个输出变量,其每个输出变量是其输入的逻辑函数,其每个时刻的输出变量的状态仅与当时的输入变量的状态有关,与本输出的原来状态及输入的原状态无关,也就是输入状态的变化立即反映在输出状态的变化。组合逻辑电路没有记忆功能。

    在VHDL编程设计中,程序一般分为时序逻辑(Sync_process)和组合逻辑(Async_process)两部分。时序逻辑是具有记忆功能的,在时序部分的赋值会产生寄存器以供后续逻辑使用。但是,在组合逻辑部分,应该只产生控制信号,在该控制信号的控制下,在时序部分赋值产生寄存器。如果在组合逻辑部分进行了下面类似的运算:

    when st1 =>

    a <= *&^&^&;

    NextState <= st2;

    when st2 =>

    b <= *&%&*;

    NextState <= st3;

    when st3 =>

    c <= a+b;

    那么,在仿真中虽然能看到c确实被赋值为a+b,但是,烧板子之后,c的值仍旧为0。这是因为\在组合逻辑中,一个signal又被放在等式左边又被放在等式右边,会产生memory,但是,其实组合逻辑是无记忆性的,是不允许产生memory的,所以没有寄存器(只在时序部分clk控制下产生)生成,a和b的生命周期只有在各自被赋值的状态中有效,跳出该状态之后,该信号就被重新置0。所以,正确的做法是在组合逻辑部分发送控制信号,enable时序部分的计算与赋值。

    时序逻辑电路:

    时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,或者说,还与以前的输入有关。时序电路具有记忆功能。

    同步时序电路:时序逻辑电路可以分为同步时序电路和异步时序电路两大类。其中同步时序电路是指各触发器的时钟端全部连接在一起,并接系统时钟端;只有当时钟脉冲到来时,电路的状态才能改变;改变后的状态将一直保持到下一个时钟脉冲的到来,此时无论外部输入x有无变化;状态表中的每个状态都是稳定的.

    异步时序电路:

    时序逻辑电路可以分为同步时序电路和异步时序电路两大类。其中异步时序电路是指电路中除以使用带时钟的触发器外,还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件;电路中没有统一的时钟;电路状态的改变由外部输入的变化直接引起.可将异步时序逻辑电路分为脉冲异步时序电路和电平异步时序电路.

    同步时序逻辑设计中整个电路可看做由组合逻辑和寄存器相间隔而成。
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  • 异步时序逻辑电路例题,异步时序逻辑电路的设计与分析例题,从而简化异步时序逻辑电路的分析与设计。
  • 数字逻辑与工程设计PDF课件
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  • 异步时序逻辑 (2)按照输出变量与输入变量的关系分类 ①米利型电路有外加输入信号 ②摩尔型电路不需要外加输入信号 (3)按输入变量的类型分类 ①输入信号是脉冲,则称为脉冲控制型时序逻辑电路 ②输入信号是电位...

    时序逻辑电路

    1.时序逻辑电路的组成

    ①触发器
    ②组合逻辑电路

    2.时序逻辑电路的分类

    (1)按照时钟脉冲CP的加入时刻分类
    ①同步时序逻辑
    ②异步时序逻辑
    (2)按照输出变量与输入变量的关系分类
    ①米利型电路有外加输入信号
    ②摩尔型电路不需要外加输入信号
    (3)按输入变量的类型分类
    ①输入信号是脉冲,则称为脉冲控制型时序逻辑电路
    ②输入信号是电位,则称为电位控制型时序逻辑电路
    3.时序逻辑电路分析
    分析步骤:
    ①写出方程,从给定的逻辑图中写出各触发器的输入方程(驱动方程),然后将输入方程代入触发器的特性方程便得到各触发器的次态方程(状态方程)
    ②列出状态表
    ③画出波形图或者状态转换图
    ④描述逻辑功能

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  • 一、异步时序逻辑电路特点及分类 1.特点:没有统一时钟脉冲信号,电路状态的改变是外部输入信号变化直接作用的结果; 在状态转移过程中,各存储部件的状态变化发生不同步,不同状态维持时间也不一定相同; 在研究...

    一、异步时序逻辑电路特点及分类

        1.特点:没有统一时钟脉冲信号,电路状态的改变是外部输入信号变化直接作用的结果;

                     在状态转移过程中,各存储部件的状态变化发生不同步,不同状态维持时间也不一定相同;

                      在研究时,无论输入信号是脉冲信号还是电平信号,对其变化过程均有一定影响;

        2.分类:

                   输入信号形式:脉冲异步时序逻辑电路,储存器由触发器组成;输入信号为脉冲信号;

                                          电平异步时序逻辑电路,存储电路由延迟元件组成,通过延迟加反馈实现记忆功能,输入信号为电平

                   输出是否与输入相关:Mearly,Moore

    二、脉冲异步时序逻辑电路

           1.输入脉冲信号必须满足的约束条件:

                   输入脉冲的宽度,必须保证触发器可靠翻转;

                   输入脉冲间隔,必须保证前一个脉冲引起的电路响应完全结束后,后一个脉冲才能到来;

                   不允许在两个及以上输入端同时出现脉冲。

                                       Mealy型电路输出信号通常是脉冲信号;Moore型电路输出信号是电平信号。

            2.脉冲异步时序逻辑电路分析:

                   写出电路的输出函数和激励函数的表达式;

                   列出电路次态真值表或次态方程组;

                   列出状态表和状态图;

                   画出时间图,并用文字描述电路逻辑功能。

                                   当存储元件为时钟控制器,应将触发器的时钟控制端作为激励函数处理;

                                   仅当时钟端由脉冲作用时,才根据触发器输入输出确定状态转移方向,否则触发器状态不变;

                                   对于n个输入端的一位输入,只需考虑各自单独出现脉冲n种情况;

             3.脉冲异步时序逻辑电路的设计

                     一般步骤与同步时序逻辑电路设计步骤大体相同;

                    应当注意:若有多个输入信号时,只需考虑多个输入信号中仅一个为1的情况;

                                      存储电路采用时钟控制端触发器时,触发器的时钟端时作为激励函数处理的

                                      


     三、电平异步时序逻辑电路

            1.电路特点:

                      电路的输出和状态的改变是由输入信号的改变直接引起的,工作速度快;

                      电路的二次状态与激励状态仅仅相差一个时间延迟,即二次状态y是一个时间延迟后激励状态的“重现”

                       输入信号的一次变化可能引起二次状态的多变化。

             2.输入信号的约束条件:

                      不允许两个及以上输入信号同时发生变化;

                      输入信号的变化引起的电路响应必须完全结束后,才允许输入信号再次变化;

             3.电平异步时序逻辑电路的描述方法:

                      流程表:反映电路输出信号、激励状态与电路输入信号、二次状态之间的关系;

                                        


                          总态:电路输入和二次状态的组合,(x,y)。

                          总态图:反映稳定总态之间的转移关系及相应输入的有向图;

            4.电平异步逻辑电路分析

                        根据逻辑电路图写出输出函数和激励函数表达式;

                        做出流程表;

                        作出总态图;

                        说明电路的功能;

             5.电平异步逻辑电路的竞争:

                        当输入信号变化引起两个或以上状态量发生变化,由于各反馈回路延迟时间不同,使状态量的变化有先后顺序而导致不同状态响应过程的现象。

                         非临界竞争:竞争的结果最终能到达预定的稳态

                          临界竞争:竞争的结果可能使电路到达不同的稳态

                                             

                                                                     

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  • 异步时序逻辑电路的设计,数字电路实验,华中科技大学
  • 异步时序逻辑电路.zip

    2019-11-14 09:12:45
    该压缩文件中包含11个异步时序逻辑电路, 均为本人设计. 读者可通过电路源文件与本人博客中的解析, 完整地学习这部分的设计.
  • 触发器是构成时序逻辑电路的基本元件,根据各级触发器时钟端的连接方式,可以将时序逻辑电路分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。在同步时序电路中,各触发器的时钟端全部连接到同一个时钟源上,统一受系统时钟...

    触发器是构成时序逻辑电路的基本元件,根据各级触发器时钟端的连接方式,可以将时序逻辑电路分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。在同步时序电路中,各触发器的时钟端全部连接到同一个时钟源上,统一受系统时钟的控制,因此各级触发器的状态变化是同时的。在异步时序逻辑电路中,各触发器的时钟信号是分散连接的,因此触发器的状态变化不是同时进行的。

    同步时序逻辑电路

    从构成方式来讲,同步时序电路所有操作都是在同一时钟严格的控制下步调一致地完成的。从电路行为上,同步电路的时序电路公用同一个时钟,而所有的时钟变化都是在时钟的上升沿(或下降沿)完成的。
    同步逻辑是时钟之间存在固定因果关系的逻辑,所有时序逻辑都是在同源时钟控制下运行。注意,在用Verilog HDL实现时,并不要求是同一时钟,而是同源时钟。所谓的同源时钟是指同一个时钟源衍生频率比值为2的幂次方,且初相位相同的时钟。

    异步时序逻辑电路

    异步时序逻辑电路,顾名思义就是电路的工作节奏不一致,不存在单一的主控时钟,主要是用于产生地址译码七、FIFO和异步RAM的读写控制信号脉冲。除可以使用带时钟的触发器外,还可以使用不带时钟的触发器和延迟元件作为存储元件;电路状态改变完全有外部输入的变化直接引起。由于异步电路没有统一的时钟,状态变化的时刻是不稳定的,通常输入信号只在电路处于稳定状态时才发生变化。也就是说一个时刻允许一个输入发生变化,以避免输入信号之间的竞争冒险。
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  • 同步时序电路和异步时序电路

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  • 时序电路可分为异步时序电路和同步时序电路两大类。
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  • 数字逻辑电路里我觉得最难的一章中的异步时序逻辑电路,在该资源中有许多经典的例题和解题思路、分析方法等等,是一个不错的资源!!!
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