Komponente digitalnih sistema

2.1.1 Leč kola
2.1.1.1 SR leč
Komponente digitalnih sistema
SR leč je najjednostavniji memorijski element koji se koristi za projektovanje digitalnih sistema. SR leč
čine dva unakrsno spregnuta NOR kola. Kao što se može videti na Sl. 2‐2(a), SR leč ima dva ulazna
signala: signal za setovanje, S, i signal za resetovanje, R i dva izlazna signala: Q i Q’. SR leč ima dva
stanja: kada je Q=1 (Q’=0), SR leč je u setovanom stanju; kada je Q=0 (Q’=1), leč je u resetovanom
stanju. Sve dok su oba ulazna signala, S i R, jednaka 0, SR leč ostaje u istom stanju. Na primer, ako je
Q=1, izlaz gornjeg NOR kola biće 0, što zajedno sa R=0 drži izlaz donjeg NOR kola na 1. Slično, ako je
Q=0, izlaz gornjeg NOR kola biće jednak 1, što zajedno sa R=0, drži 0 na izlazu donjeg NOR kola.
Međutim, ako ulaz S (ulaz R) postane jednak 1, SR leč prelazi u setovano stanje (resetovano stanje).
S
R
Q’
Q
(a) (b)
Sl. 2‐2. leč (realizacija pomoću NOR kola): (a) logička šema; (b) tabela istinitosti.
Ako oba ulazna signala, S i R, u isto vreme postanu jednaka 1, oba izlazna signala Q i Q’ postaće
jednaka 0. Ako se, zatim, jedan od ulaznih signala deaktivira ranije, SR leč će preći u stanje određeno
signalom koji je deaktiviran kasnije. Problem koji je karakterističan za SR leč nastaje u situaciji kada se
oba ulazna signala, S i R, deaktiviraju u isto vreme, s obzirom na to što se u tom slučaju ne može
predvideti izlaz leča. Ako se oba ulazna signala deaktiviraju tačno u isto vreme, izlazi oba NOR kola, u
isto vreme, postaće 1, što će, zbog povratnih veza usloviti da, nakon nekog kraćeg kašnjenja, oba
izlaza ponovo postanu 0; 0, vraćena ulaze NOR kola inicira promenu izlaza na 1, i tako dalje do u
beskonačnost. Dakle, pod ovim uslovima, SR leč počinje da osciluje. Ovakav tip oscilacija se zove
kritična trka (race condition) i javlja se pod uslovom da oba logička kola imaju identično kašnjenje.
Međutim ako kašnjenja NOR gejtova nisu ista, jedno od NOR kola biće brže i prvo će postavi 1 na
svom izlaz i to u vremenu dok je na izlazu drugog logičkog kola još uvek 0, koja će tu i ostati zbog 1
koja se upravo pojavila na povratnoj vezi. Međutim, bez obzira što pri ovim uslovima oscilacije na
javljaju, i dalje možemo smatrati da je novo stanje leča nakon istovremenog deaktiviranja oba ulazna
signala nedefinisano, s obzirom da ne možemo znati koji je od dva NOR gejta brži.
Da bi se sprečilo opisano nedeterminističko ponašanje, moramo obezbediti da signali S i R nikada ne
budu deaktivirani u isto vreme. Nažalost, ovaj zahtev je teško ostvariti zbog nepoznatog kašnjenja
logičkih mreža koja generišu vrednosti signala S i R. Zbog toga, kada koristimo SR lečeve, moramo se
držati strožeg ograničena: signali S i R nikada ne smeju biti aktivirani u isto vreme.
Na osnovu sprovedene analize SR leča u mogućnosti smo da formiramo tabelu istinitosti koja će
opisivati ponašanje SR leča (Sl. 2‐2 (b)). Za svaku kombinaciju ulazni vrednosti, S i R, i tekućeg stanja
Q, ova tabela definiše rezultujuće izlazne vrednosti, Q(next) i Q’(next).
36