電腦的記憶單元由記憶體和時序存取控制兩部分組成。記憶單元依時鐘的電平敏感和邊緣敏感分為鎖存器和觸發器兩種;依輸入端的類型可分為SR型、JK型、D型、T型。
記憶單元是構成記憶體的基本成分,記憶單元由內部儲存(記憶體)和時序存取控制兩部分組成。
分類
1.分類之一
記憶單元按時脈的電平敏感和邊緣敏感分為鎖存器和觸發器兩種,暫存器則可以是分別由這兩種元件組成的兩種陣列,以下分別介紹。
(1)鎖存器(Latch)-受電平敏感的記憶單元稱為鎖存器。例如TTL裝置7475,靠輸入時脈的高電位或低電位實現選通。
(2)觸發器(Flip—flop)-受邊緣敏感的記憶單元稱為觸發器。例如,TTL裝置7474,靠輸入時脈的上升或下降邊緣實現觸發。
在許多資料中,將內部儲存值由輸入資料透明地傳輸並設定稱為鎖定器。觸發器,尤其是主從鎖存器,是指其輸入值的讀取和輸出值的改變是兩個不透明的獨立事件。這種輸入輸出之問的不透明,也導致了時脈觸發邊緣作用的凸現。注意鎖存器、觸發器定義的不同反映了觀察視角的不同,但它們之間還是有連結的。改回比較流行的上述定義。
(3)暫存器(Register)-一般指多個觸發器組成的陣列,用來儲存多位資料;也可能採用的是鎖存器陣列,例如資料匯流排。請注意,個別場合也指單一的觸發器或鎖存器。
2.分類之二
記憶單元也可以依輸入端的型別來分類。
(1)SR型-置位重設型可細分為SR和SR兩種。以圖1為準。
這時,以輸出Q端的狀態為準,記憶單元狀態要麼被S輸入端的0置位;要麼被R輸入端的0重置:如果S、R同時為1則狀態維持;但S、R不得同時為0。對於同樣狹義的SR型,情況與此相反。
(2)JK型-與SR型類似,但J輸入端、K輸入端可以同時為1(狀態翻轉)或0(狀態維持)。用JK型可以構成其他類型的記憶單元。
(3)D型-D輸入端提供資料(Data)。有的資料稱D是代表延遲。當時脈事件出現時,其輸出Q端值由輸入的D值透明地加以確定。
(4)T型-可以將D型的Q接到D,將T當作時鐘
端的輸入而構成。這時Q輸出的將是T時脈訊號的二分頻。對此T型還可以加上分頻使能控制端。
對於記憶單元而言,最重要的仍然是在正確的位置、正確的時刻儲存正確的資料。為了讓記憶單元能可靠運作,兩個用來表徵資料與時鐘限制關係的額定參數-資料建立時間與維持時間必須滿足。對於時脈上升邊觸發的記憶單元電路而言,時脈上升邊緣(也有文獻是取上升邊中點)前的一段資料最小穩定期稱之為建立(sp),之後的一段為保持(hp)。邏輯閘級聯後的累積延遲因素往往破壞了記憶單元sp和hp的額定要求,從而限制了整個系統工作的最高速度。在波形分析時往往要對此備加關注。
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