Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации состоят из двух триггеров. Первый называется ведущим, второй — ведомым т (рис. 15).
Рис.15
Оба триггера — синхронные RS-триггеры, но имеют противоположные синхровходы. Ведущий триггер срабатывает при С = 1, имеет прямой синхронизирующий вход, а ведомый при С = 0. Для этого синхроимпульс подвергается инверсии.
На первом этапе, когда происходит запись информации в ведущий триггер, ведомый отключен и продолжает сохранять предыдущее состояние. Когда синхроимпульс заканчивается, ведущий триггер переходит в режим хранения и происходит перезапись его состояния в ведомый триггер. Таким образом, происходит поэтапная запись информации.
В двухступенчатом триггере устраняется противоречие между процессами хранения старой и приема новой информации. Это дает возможность построения синхронных автоматов без опасных временных состояний, исключить предпосылки к режиму генераций. Позволяет обеспечить высокую надежность функционирования триггеров с внутренними цепями обратной связи. В то же время схемы этих триггеров более сложные, чем схемы триггеров с динамическим входом, а быстродействие ниже.
Часто двухступенчатый триггер называют MS-триггером от английских слов «master» и «slave» — хозяин и раб. На принципиальных схемах двухступенчатые триггеры обозначаются сдвоенной буквой (ТТ) рис. 16.
Рис.16
По структуре двухступенчатого триггера могут быть построены любые типы триггеров.
JK-триггер
JK-триггеры — это двухступенчатые универсальные синхронные триггеры. Универсальность заключается в том, что на их основе можно сделать любой другой тип логических триггеров RS, D, Т.
JK триггер является двухступенчатым триггером с дополнительными обратными связями, исключающими появление запрещенных комбинаций. Для этого его управление входами первого триггера построено на элементах 3И (DD1-DD2) иимеет два дополнительных входа, на которые и подаются обратные связи. На рис.17 приведена подробная схема и условное изображение JK-триггера.
Рис.17
При уровне логического 0 на входе С первый RS-триггер не реагирует на сигналы входов J и К. При подаче на вход С = 1 первый RS-триггер устанавливается в состояние, определяемое сигналами на J и K входах. При этом связь между RS-триггерами обрывается, т. к. элементы И DD3-DD4 устанавливаются в нулевое состояние. Подача вновь сигнала С = 0 на синхровход JK-триггера приводит к отключению первого RS-триггера от входных сигналов из-за элементов DD1, DD2. Однако, при С = 0 через инвертор DD5 на входы элементов DD3, DD4 поступает логическая единица и состояние первого RS-триггера перезаписывается во второй.
На основе JK-триггера может быть построен любой другой триггер (рис.18). На рис.18,а — синхронный RS-триггер, на рис.18,б — D-триггер, на рис.18,в — синхронный Т-триггер, на рис.18,г — асинхронный T-триггер.
Рис.18
JK-триггер, как и другие типы триггеров, может дополнительно иметь входы начальной установки (рис.18,д), которые являются инверсными по отношению ко входам J.K.
JK-триггеры — это более сложные триггеры, содержат большее число элементов, поэтому потребляемая мощность Рпотоказывается большой. Меры, принимаемые к уменьшению потребляемой мощности, нередко приводят к ухудшению частотных свойств. JK-триггер вследствие своей универсальности и отсутствия запрещенных комбинаций находит широкое применение в цифровой технике.
нанометровая технология производства процессоров
Чтобы понять, в чем заключается основное различие между этими двумя технологиями, необходимо сделать краткий экскурс в саму технологию производства современных процессоров или интегральных микросхем.
Как известно из школьного курса физики, в современной электронике основными компонентами интегральных микросхем являются полупроводники p-типа и n-типа (в зависимости от типа проводимости). Полупроводник - это вещество, по проводимости превосходящее диэлектрики, но уступающее металлам. Основой полупроводников обоих типов может служить кремний (Si), который в чистом виде (так называемый собственный полупроводник) плохо проводит электрический ток, однако добавление (внедрение) в кремний определенной примеси позволяет радикально изменить его проводящие свойства. Существует два типа примеси: донорная и акцепторная. Донорная примесь приводит к образованию полупроводников n-типа c электронным типом проводимости, а акцепторная - к образованию полупроводников p-типа с дырочным типом проводимости. Контакты p- и n-полупроводников позволяют формировать транзисторы - основные структурные элементы современных микросхем. Такие транзисторы, называемые КМОП-транзисторами, могут находиться в двух основных состояниях: открытом, когда они проводят электрический ток, и запертом - при этом они электрический ток не проводят. Поскольку КМОП-транзисторы являются основными элементами современных микросхем, поговорим о них подробнее.
