No Image

Виды цифровых устройств для обработки информации

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Цифровое устройство [ править | править код ]

Цифровое устройство (англ. Digital device ) – техническое устройство или приспособление, предназначенное для получения и обработки информации в цифровой форме, используя цифровые технологии.

Физически цифровое устройство может быть выполнено на различной элементной базе: электромеханической (на электромагнитных реле), электронной (на диодах и транзисторах), микроэлектронной (на микросхемах), оптической.

В последнее время, ввиду достижений микро- и наноэлектроники, широкое распространение получили цифровые устройства на микроэлектронной элементной базе.

Цифровое устройство [ править | править код ]

Цифровое устройство (англ. Digital device ) – техническое устройство или приспособление, предназначенное для получения и обработки информации в цифровой форме, используя цифровые технологии.

Физически цифровое устройство может быть выполнено на различной элементной базе: электромеханической (на электромагнитных реле), электронной (на диодах и транзисторах), микроэлектронной (на микросхемах), оптической.

В последнее время, ввиду достижений микро- и наноэлектроники, широкое распространение получили цифровые устройства на микроэлектронной элементной базе.

Работу цифрового устройства или системы можно представить следующим образом:

  • • для выполнения той или иной команды (функции, операции, преобразования) отводится некоторый определенный интервал времени Г. При этом используется генератор тактовых импульсов, который в общем случае формирует многофазную систему импульсов в виде управляющих сигналов, предназначенных для активизации начала выполнения отдельных операций команды;
  • • на первой части интервала Т после активизации начала операции происходит преобразование всех входных кодовых слов в требуемые выходные кодовые слова;
  • • на второй части интервала Т выходные кодовые слова отправляются па храпение в память цифровой системы, если потребуются в дальнейшем, или во внешнее устройство для выполнения определенных действий.

Из принципа работы следует: чем меньше интервал Т (больше тактовая частота), тем выше быстродействие цифровой системы.

Читайте также:  Маршрутизация в сетях tcp ip

По принципу действия, выполняемым функциям и схемным особенностям выделяют комбинационные и последовательностные цифровые устройства. Краткое описание особенностей каждого типа устройств и их сравнительная оценка приведены в табл. 3.1.

Для реализации операций над кодовыми словами необходимо представить их в виде электрических сигналов. Наибольшее распространение получил потенциальный способ представления, при котором одному из символов, например логическому 0, соответствует низкий уровень напряжения, а другому – высокий. Под операцией будем понимать любое действие, приводящее к изменению выходного слова по отношению к входному. Для выполнения операции на вход устройства подается цифровой сигнал в течение некоторого фиксированного промежутка времени. На время выполнения операции состояние входов устройства остается неизменным. Операция над кодовым словом может выполняться двумя основными способами:

Любой выходной сигнал Yn (и = 0. N– 1) однозначно определяется совокупностью значений (комбинацией) входных сигналов XM V . Хт. Х0, действующих в данный момент времени. Для описания устройств используются логические функции, в которые не входит время. Примером является сумматор, выходной сигнал которого зависит только от значений слагаемых

Любой выходной сигнал

Yn (п = 0 ЛГ– 1) зависит

не только от значений входных сигналов X., . X . Х0 в данный момент времени, но и от предшествующих значений сигналов и последовательности их поступления на вход устройства. Примером может служить счетчик, показания которого изменяются с поступлением каждого импульса. При описании устройств используется время

В схемах устройств отсутствуют обратные связи. Из-за отсутствия информации о своем внутреннем состоянии устройства не обладают памятью.

В схемах устройств используются обратные связи. Благодаря наличию информации о своем внутреннем состоянии и состоянии выхода устройства обладают памятью

Для построения устройства необходимо составить аналитическое описание, или структурную формулу

Читайте также:  Как выложить вещи на авито на продажу

Устройство можно построить без аналитическою описания

Основное назначение комбинационных устройств – обработка данных или информации. С помощью таких устройств выполняются все логические и арифметические операции, операции контроля и диагностики функционирования цифровых систем, шифрации и дешифрации, формирования и преобразования логических функций, разделения потока цифровой информации по каналам и объединения потоков информации отдельных каналов в один поток и многие другие

Главной функцией таких устройств является храпение двоичной информации, или функция памяти. Помимо хранения данных некоторые устройства могут выполнять дополнительные функции: подсчет импульсов, сдвиг отдельных битов кодового слова, преобразование параллельного кода в последовательный и обратно, а также ряд других

  • • последовательное (поразрядное, побитовое) выполнение операции, при котором символы кодового слова поступают последовательно во времени на единственный вход устройства и по завершении таким же образом выводятся из него. На рис. 3.1, а показано выполнение операции инверсии над 4-разрядным входным словом X.2X2XiXf) = 1001, при которой биты выходного слова F3 У2 F, F0 = ОНО принимают противоположные значения. Эту операцию реализует логический элемент, называемый инвертором;
  • • параллельное выполнение операции, при котором символы кодового слова поступают одновременно на входы устройства и по завершении операции одновременно выводятся из него. На рис. 3.1, б показано выполнение той же операции над 4-разрядным входным словом Х..Х2Х^Хп. Для параллельной обработки входных слов необходимо располагать устройством, имеющим в общем случае М входов и N выходов.

В ряде случаев используется комбинированный способ обработки цифровой информации (рис. 3.1, в, г). Например, при передаче цифровой информации по двухпроводной линии от внешнего устройства микропроцессору выполняется преобразование цифровых данных из последовательного в параллельный код, а в обратную сторону – из параллельного кода в последовательный.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector