X. Übungsblatt – Aufgabe X In dieser Aufgabe sollen die Eigenschaften ausgesuchter Flipflopschaltungen untersucht werden. Die Verzögerungszeit eines jeden.

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1 X. Übungsblatt – Aufgabe X In dieser Aufgabe sollen die Eigenschaften ausgesuchter Flipflopschaltungen untersucht werden. Die Verzögerungszeit eines jeden Logikgatters beträgt hierbei einen Zeitschritt. a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A und D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik ABC1C1 D1D1 C2C2 D2D2 01 00 11 10 11 00 a.1)a.2)

2 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Bei dem Flipflop a.1) handelt es sich um einen RS-Flipflop aus NAND-Gattern. Bei diesen Flipflops erfolgt Setzen und Rücksetzen mit einer logischen 0. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

3 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. - RS-Flipflop aus NAND-Gattern. - Setzen und Rücksetzen erfolgt mit einer logischen 0 - A -> ; B -> ; C -> ; D - > Q Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

4 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 01 00 11 10 11 00

5 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 0110  Reset 00 11 10 11 00

6 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 0110  Reset 0011  ungültig 11 10 11 00

7 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 0110  Reset 0011  ungültig 11??  Oszillation 10 11 00

8 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 0110  Reset 0011  ungültig 11??  Oszillation 1001  Set 11 00

9 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 0110  Reset 0011  ungültig 11??  Oszillation 1001  Set 1101  keine Z.Ä. 00

10 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik Q 0110  Reset 0011  ungültig 11??  Oszillation 1001  Set 1101  keine Z.Ä. 0011  ungültig

11 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Bei dem Flipflop a.2) handelt es sich um einen RS-Flipflop aus NOR-Gattern. Bei diesen Flipflops erfolgt Setzen und Rücksetzen mit einer logischen 1. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

12 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. - RS-Flipflop aus NOR-Gattern - Setzen und Rücksetzen erfolgt mit einer logischen 1 - A -> S; B -> R; C -> ; D - > Q Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

13 SRQ 01 00 11 10 11 00 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

14 SRQ 0110  Reset 00 11 10 11 00 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

15 SRQ 0110  Reset 0010  keine Z.Ä. 11 10 11 00 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

16 SRQ 0110  Reset 0010  keine Z.Ä. 1100  ungültig 10 11 00 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

17 SRQ 0110  Reset 0010  keine Z.Ä. 1100  ungültig 1001  Set 11 00 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

18 SRQ 0110  Reset 0010  keine Z.Ä. 1100  ungültig 1001  Set 1100  keine Z.Ä. 00 X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

19 SRQ 0110  Reset 0010  keine Z.Ä. 1100  ungültig 1001  Set 1100  keine Z.Ä. 00??  Oszillation X. Übungsblatt – Aufgabe X a)An die Eingänge (A,B) der Schaltungen a.1) und a.2) werden nacheinander die Werte aus der Tabelle angelegt. Vervollständigen Sie die Tabelle und geben Sie den Signalen A bis D jeweils sinnvolle Bezeichnungen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

20 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Wie bezeichnet man das abgebildete Flipflop? Das Flipflop soll so erweitert werden, dass es bei der steigenden (b.1), der fallenden (b.2) und bei jeder Flanke (b.3) die Daten übernimmt. Geben Sie jeweils das Schaltnetz und das zugehörige Zeitverhalten der Flankenerkennung an. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

21 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Wie bezeichnet man das abgebildete Flipflop? Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

22 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Wie bezeichnet man das abgebildete Flipflop? Es handelt sich um ein pegelgesteuertes RS-Flipflop. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

23 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Wie bezeichnet man das abgebildete Flipflop? Es handelt sich um ein pegelgesteuertes RS-Flipflop. C = Pegel: C = 1  aktivierter FF C = 0  deaktivierter FF Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

24 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Das Flipflop soll so erweitert werden, dass es bei der steigenden (b.1), der fallenden (b.2) und bei jeder Flanke (b.3) die Daten übernimmt. Geben Sie jeweils das Schaltnetz und das zugehörige Zeitverhalten der Flankenerkennung an. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

25 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Das Flipflop soll so erweitert werden, dass es bei der steigenden (b.1), der fallenden (b.2) und bei jeder Flanke (b.3) die Daten übernimmt. Geben Sie jeweils das Schaltnetz und das zugehörige Zeitverhalten der Flankenerkennung an. b.1) positive Flankensteuerung: →Änderung bei Übergang von 0 nach 1 Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

26 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Das Flipflop soll so erweitert werden, dass es bei der steigenden (b.1), der fallenden (b.2) und bei jeder Flanke (b.3) die Daten übernimmt. Geben Sie jeweils das Schaltnetz und das zugehörige Zeitverhalten der Flankenerkennung an. b.2) negative Flankensteuerung: →Änderung bei Übergang von 1 nach 0 Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

27 X. Übungsblatt – Aufgabe X b)Das Flipflop soll so erweitert werden, dass es bei der steigenden (b.1), der fallenden (b.2) und bei jeder Flanke (b.3) die Daten übernimmt. Geben Sie jeweils das Schaltnetz und das zugehörige Zeitverhalten der Flankenerkennung an. b.3) Mischform: →Übergang bei Änderung von 0 nach 1 & von 1 nach 0 Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

28 X. Übungsblatt – Aufgabe X c)Erweitern Sie nun die Schaltung aus b) dahingehend, dass keine undefinierten Zustände, wie sie in Aufgabe a) der Fall waren, mehr auftreten. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

29 X. Übungsblatt – Aufgabe X c)Erweitern Sie nun die Schaltung aus b) dahingehend, dass keine undefinierten Zustände, wie sie in Aufgabe a) der Fall waren, mehr auftreten. Auch wenn das Flipflop flankengesteuert ist, so bleibt das Problem bei der Eingangsbelegung A = B = 1. Durch überkreuztes Vergattern des FFs mit den entsprechenden Setz-, Rücksetzeingängen erhält man das Verhalten eines JK-FFs. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

30 X. Übungsblatt – Aufgabe X d)Erweitern Sie das gegebene JK-Master-Slave-Flipflop um einen Eingang R (Reset), der, unabhängig von allen anderen Signalen, das Flipflop in den Grundzustand zurücksetzt. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

31 X. Übungsblatt – Aufgabe X d)Der Reset-Eingang setzt sowohl das Master als auch das Slave FF zurück und verhindert ein erneutes Setzen. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

32 X. Übungsblatt – Aufgabe X e)Welches Problem ergibt sich für das JK-Master-Slave-Flipflop aus Aufgabe d), wenn sich während der Einsphase des Taktes die Eingänge J und K beliebig ändern können. Wie könnte man dieses Problem lösen? Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

33 X. Übungsblatt – Aufgabe X e)Welches Problem ergibt sich für das JK-Master-Slave-Flipflop aus Aufgabe d), wenn sich während der Einsphase des Taktes die Eingänge J und K beliebig ändern können. Wie könnte man dieses Problem lösen? Ist bspw. gerade = ‘0‘ und Q = ‘1‘, so kann der Master mit einer ‘1‘ an K zurückgesetzt werden, solange C = ‘1‘. Ist dieses einmal erfolgt, so verhindert die JK-Vergatterung, dass der Master in diesem Zyklus wieder gesetzt wird, auch wenn weiterhin C = ‘1‘ gilt. Der Slave würde dann unweigerlich bei der negativen Flanke von C zurückgesetzt werden. Als Lösung dieses Problems bietet sich eine Flankenerkennung wie in Aufgabe b) an. Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik