In digitale electronica , een Latch is een soort van een logisch circuit , en het is ook bekend als een bistabiele multivibrator Omdat het twee stabiele toestanden heeft, namelijk actief hoog en actief laag. Het werkt als een opslagapparaat door de gegevens vast te houden via een feedbackstrook. Het slaat 1-bit aan gegevens op zolang het apparaat is geactiveerd. Zodra inschakelen is gedeclareerd, kan onmiddellijk latch de opgeslagen gegevens wijzigen. Het test constant de ingangen zodra het vrijgavesignaal is geactiveerd. De werking van deze circuits kan worden gedaan in 2-toestanden op basis van het inschakelsignaal dat hoog of laag is. Wanneer het latch-circuit zich in een actieve hoge toestand bevindt, zijn beide i / ps laag. Evenzo, wanneer het latch-circuit dan een actieve lage toestand is, zijn beide i / ps hoog.
Verschillende soorten vergrendelingen
De grendels kunnen in verschillende typen worden ingedeeld, waaronder SR Latch, Gated SR-vergrendeling D-vergrendeling , Gated D Latch, JK Latch en T Latch.
SR-vergrendeling
Een SR (Set / Reset) vergrendeling is een asynchroon apparaat, en het werkt afzonderlijk voor stuursignalen door afhankelijk te zijn van de S-state & R-inputs. De SR-latch met 2-NOR-poorten met een kruislusverbinding wordt hieronder weergegeven. Deze vergrendelingen kunnen worden gebouwd met NEN-poorten ook worden de twee ingangen verwisseld en geannuleerd. Dus het wordt SR'-latch genoemd.
SR-vergrendeling
Telkens wanneer een hoge input wordt gegeven aan de S-lijn van de latch, wordt de output Q hoog. Tijdens het feedbackproces blijft de uitgang Q hoog, wanneer de S-ingang weer laag wordt. Op deze manier werkt de vergrendeling als een geheugenapparaat.
Evenzo wordt een hoge input gegeven aan de R-lijn van de latch, dan wordt de Q-output laag (en Q ’hoog), waarna het geheugen van de latch effectief wordt gereset. Als beide ingangen van de latch laag zijn, blijft deze in de eerdere ingestelde toestand of reset-toestand. De toestandovergangstabel of waarheidstabel van SR-vergrendeling wordt hieronder weergegeven.
| S | R | Q | Q ' |
| 0 | 0 | Klink | Klink |
0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 |
Wanneer beide ingangen tegelijk hoog zijn, is er een probleem: er wordt gezegd dat het gelijktijdig een hoge Q en een lage Q moet genereren.Dit genereert een raceconditie in het circuit, beide flip-flops bereiken iets door eerst te veranderen, zullen op de andere reageren en zichzelf verklaren . Bij voorkeur beide Logische poorten zijn gelijk en het apparaat zal voor onbepaalde tijd in een ongedefinieerde toestand verkeren.
Gated SR-vergrendeling
In sommige gevallen kan het populair zijn om te bestellen wanneer de vergrendeling wel en niet kan vergrendelen. De simpele extensie van een SR-vergrendeling is niets anders dan een Gated SR-vergrendeling Het geeft een Enable-lijn die hoog moet worden gereden voordat informatie kan worden vergrendeld. Hoewel een stuurlijn nodig is, is de latch niet synchroon vanwege de ingangen die de uitgang zelfs in het midden van een vrijgavepuls kunnen wijzigen.
Gated SR-vergrendeling
Wanneer de input van een Enable laag is, moet de o / ps van de poorten ook kleiner zijn, daarom blijven de Q & Q-outputs vergrendeld naar de eerdere informatie. Gewoon wanneer de inschakel i / p hoog is, kan de positie van de grendel veranderen, zoals weergegeven in de tabelvorm. Zoals de activeringslijn wordt vermeld, is een gated SR-latch gelijk in het proces naar een SR-latch. Soms is een activeringslijn een CLK-signaal, maar het is een lees / schrijf-stroboscoop.
CLK | S | R | Q (t + 1) |
0 | X | X | Q (t) (geen verandering) |
| 1 | 0 | 0 | Q (t) (geen verandering) |
1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | X |
D Vergrendeling
De data latch is een gemakkelijke uitbreiding op de gated SR-latch die de kans op onaanvaardbare toestanden van input elimineert. Omdat we met de gated SR-latch de output kunnen vastmaken zonder de inputs van S of R te gebruiken, kunnen we een van de i / ps elimineren door beide inputs met een tegenovergestelde driver aan te sturen. We elimineren één input en maken deze automatisch tegengesteld aan de resterende input.
D Vergrendeling
De D-latch voert de input van de D uit als de Enable-lijn hoog is, anders is de output wat de D-input was toen de Enable-ingang voor het laatst hoog was. Dit is de reden waarom het bekend staat als een transparante vergrendeling. Als Inschakelen wordt vermeld, wordt de vergrendeling transparant genoemd en worden de signalen er recht doorheen verspreid, als deze niet aanwezig is.
IS | D | Q | Q ' |
0 | 0 | Klink | Klink |
0 | 1 | Klink | Klink |
1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Gated D-vergrendeling
NAAR gated D-vergrendeling is eenvoudig ontworpen door het veranderen van een gated SR-latch, en de enige verandering in de gated SR-latch is dat de ingang R moet worden gewijzigd in geïnverteerde S. Gated latch kan niet worden gevormd vanuit SR-latch met NOR wordt hieronder weergegeven.
Gated D-vergrendeling
Telkens wanneer de CLK anders inschakelen hoog is, vergrendelt de o / p alles wat zich op de ingang van de D bevindt. Evenzo wanneer de CLK laag is, dan is de Di / p voor de laatste inschakelhoogte de uitgang.
CLK | D | Q (t + 1) |
| 0 | X | Q (t) |
1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Het circuit van de latch zal helemaal geen Race-status ervaren omdat de enige D-ingang is omgekeerd om aan beide ingangen te bieden. Daarom is er geen mogelijkheid voor een vergelijkbare invoerstatus. Het circuit van D-latch kan dus veilig in verschillende circuits worden gebruikt.
JK Klink
Beide JK-vergrendeling , evenals RS-vergrendeling, is vergelijkbaar. Deze latch bevat twee ingangen, namelijk J en K, die worden weergegeven in het volgende logische poortdiagram. Bij dit type grendel is de onduidelijke toestand hier verwijderd. Wanneer de JK-latchingangen hoog zijn, wordt de uitgang omgeschakeld. Het enige verschil dat we hier kunnen waarnemen, is de outputfeedback naar inputs, die niet aanwezig is in de RS-latch.
JK Klink
T-vergrendeling
De T-vergrendeling kan worden gevormd wanneer de JK-latchingangen worden kortgesloten. De functie van T Latch zal zo zijn wanneer de input van de latch hoog is, en dan wordt de output omgeschakeld.
T-vergrendeling
Voordelen van vergrendelingen
De voordelen van vergrendelingen omvatten de volgende.
- Het ontwerp van grendels is zeer flexibel in vergelijking met FFS (flip-flops)
- De vergrendelingen gebruiken minder stroom.
- De prestaties van latch in het ontwerp van het hogesnelheidscircuit zijn snel omdat deze asynchroon zijn binnen het ontwerp en er geen CLK-signaal nodig is.
- De vorm van de grendel is erg klein en neemt minder ruimte in beslag
- Als de werking van een op een latch gebaseerd circuit niet binnen een bepaalde tijd is voltooid, lenen ze de benodigde tijd van anderen om de bewerking te voltooien
- Vergrendelingen geven agressief klokken in tegenstelling tot flip-flop circuits
Nadelen van vergrendelingen
De nadelen van grendels omvatten de volgende.
- Er is een kans om de raceconditie te beïnvloeden, dus deze worden minder verwacht.
- Als een grendel niveaugevoelig is, is er kans op metastabiliteit.
- Het analyseren van het circuit is moeilijk vanwege de eigenschap van niveaugevoelig.
- De schakeling kan worden getest met behulp van een extra CAD-programma
Toepassing van vergrendelingen
De toepassingen van grendels omvatten de volgende.
- Over het algemeen worden latches gebruikt om de voorwaarden van de bits te behouden om binaire getallen te coderen
- Latches zijn enkelbits opslagelementen die op grote schaal worden gebruikt bij zowel computergebruik als gegevensopslag.
- Vergrendelingen worden gebruikt in de circuits zoals power gating en klok als opslagapparaat.
- D-vergrendelingen zijn toepasbaar voor asynchrone systemen zoals invoer- of uitvoerpoorten.
- Gegevensvergrendelingen worden gebruikt in synchrone tweefasensystemen om het aantal doorvoer te verminderen.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van grendels. Dit zijn de bouwstenen voor sequentiële circuits Het ontwerp hiervan kan gebeuren met behulp van logische poorten. De werking ervan hangt voornamelijk af van de invoer van een activeringsfunctie. Hier is een vraag voor jou, wat zijn de twee werkende staten van grendels?
