Zurück zum Inhaltsverzeichnis SchaltwerkeSchaltnetze, die wir in der letzen Einheit besprochen haben, unterscheiden sich von Schaltwerken dadurch, dass sie nicht rückgekoppelt sind. D.h. es wird bei Schaltnetzen nicht der Ausgang wieder als Eingangssignal angelegt.Rückkopplungen können genutzt werden, um eine Schaltung zu einem stabilen Speicherbaustein auszubauen. Bei diesen bleibt der Inhalt selbst dann unverändert, wenn kein äußeres Eingangssignal anliegt. Schaltnetze mit Speicherbausteinen können weiter zu komplexen Schaltwerken zusammengesetzt werden. Bei ihnen hängt der Ausgang nicht nur vom Eingang, sondern auch von internen Schaltungs-Zuständen ab. Solche komplexe Schaltwerke, die durch Kombination von von Speicherbausteinen und Schaltnetzen aufgebaut werden, spielen in Computern eine wichtige Rolle (wie Steuer- und Leitwerk).
RS-FlipflopEin Beispiel für ein einfaches Schaltwerk ist das RS-Flipflop, wobei R für Reset und S für Set steht.Es hat zwei stabile Zustände und kann zur Speicherung eines Bits verwendet werden: Darstellung des RS-Flipflops mit logischen Gattern: Das diskrete zeitliche Verhalten wird mit Hilfe folgender Tabelle erläutert:
Die rückgekoppelten Signale können auch als interne Zustände betrachtet werden. In den Zeilen 5-8 wird unabhängig vom internen Zustand zum Zeitpunkt t=0, am q-Ausgang eine 1 gesetzt (set=1, reset=0). Am p-Ausgang liegt der komplementäre Wert an. In den Zeilen 9-12 wird unabhängig vom internen Zustand zum Zeitpunkt t=0 der q-Ausgang 0 (set=0, reset=1). Selbst wenn die zugehörigen Eingänge dann Null werden, bleiben die Werte erhalten (siehe Zeile 2 und 3).Es müssen allerdings die instabilen Zustände 1 und 4 vermieden werden. Liegt an beiden Eingängen eine 1 an, so sind beide Ausgänge immer Null. Dieses Eingangsschema (1,1) sollte daher auch vermieden werden. Mit Halbleiter-Flipflops lassen sich sehr schnelle Speicher realisieren. Diese haben Zugriffszeiten bis 0.5 ns. Dabei werden jedoch nicht ungetaktete Flipflops sondern getaktete Flipflops (RST-Flipflops) verwendet. Bei getakteten Schaltwerken werden die Eingänge und Rückkopplungen durch Taktsignale synchronisiert. Zurück zum Inhaltsverzeichnis Home Klick hier! Copyright (C) 2005 Christian Herta. Alle Rechte vorbehalten! All rights reserved! |