In diesem Diagramm
Was wäre der Anfangszustand für Q? Da sich das erste NOR für S und R auf vorherige Ergebnisse stützt, muss es etwas für die erste Iteration geben?
HINWEIS: Ich bin in einem digitalen Logikkurs im ersten Jahr, daher ist die Frage für den theoretischen Gebrauch (Tabellenerstellung, verschiedene Hausaufgabenprobleme, auf die sie sich bezieht usw.) und nicht für die tatsächliche Implementierung. Nur für Dinge wie "Wenn R __ und S __ ist, was ist Q?" So einfache Sachen.
Wenn Sie das gerade eingeschaltet haben, wäre der Anfangszustand das Ergebnis einer Rennbedingung, je nachdem, welcher Gate-Ausgang zuerst hoch werden kann. Tatsächlich würde das eine oder das andere Tor dazu neigen, eine schnellere Anstiegszeit zu haben, also würde es wahrscheinlich dazu neigen, in dem einen oder anderen Zustand aufzutauchen, aber es gäbe keine Garantie.
Ein RS-Latch hat einen stabilen Q-High-Zustand und einen stabilen !Q-High-Zustand, aber er hat auch eine im Wesentlichen unendliche Anzahl von metastabilen Zuständen. Wenn sich der Latch in einem metastabilen Zustand befindet, können die Ausgänge für eine beliebige Zeitdauer willkürlich hoch und niedrig schalten, obwohl sich in der Praxis die meisten metastabilen Zustände ziemlich schnell in einen stabilen Zustand auflösen.
Angenommen, jedes Gatter hätte eine Ausgangslaufzeit von genau einer Nanosekunde, beide Eingänge schalten gleichzeitig von High auf Low. Während die Eingänge hoch waren, würden beide Ausgänge niedrig sein. Dann würden eine Nanosekunde nach dem Umschalten beide Ausgänge hoch sein. Eine Nanosekunde später wären beide Ausgänge niedrig, dann beide hoch usw. In der Praxis werden sich die Gates natürlich nicht so perfekt ausbalanciert verhalten, aber ein einfaches Ungleichgewicht verhindert die Metastabilität nicht vollständig. Egal wie man versuchen würde, die Schaltung zu optimieren, wäre es ohne Quantenbeschränkungen theoretisch möglich, einen Stimulus zu konstruieren, bei dem ein Eingang dem anderen um genau den richtigen Betrag vorauseilt, um das Ding für eine beliebige Länge in einen metastabilen Zustand zu versetzen von Zeit. In der Praxis, man kann Schaltkreise so konstruieren, dass eine erweiterte Metastabilität einen so präzisen Stimulus erfordern würde, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Stimulus tatsächlich auftritt, verschwindend gering wäre. Dennoch ist es wichtig, sich der Metastabilität bewusst zu sein, da sie zu seltsamen und unerwarteten Verhaltensweisen führen kann.
Nahezu jeder Latch kann in einen metastabilen Zustand versetzt werden, wenn VDD in genau dem richtigen Muster ansteigt und abfällt. Solche metastabilen Zustände lösen sich normalerweise ziemlich schnell auf, aber es ist wichtig zu beachten, dass es möglich ist, dass der Ausgang eines metastabilen Latch scheinbar in eine Richtung wechselt und dann einige Zeit später in den entgegengesetzten Zustand wechselt.
Dort wurde dieselbe Frage gestellt und beantwortet:
Wie bestimmt ein Riegel seinen Anfangszustand?
Ich habe eine Antwort hinzugefügt, die erklärt, wie ein gewünschter Anfangszustand erreicht werden kann, wenn ein Flipflop selbst gebaut wird:
https://electronics.stackexchange.com/a/446285/224980
Ich weiß, dass wir keine "Nur-Link"-Antworten posten sollten, aber da dieser Link wieder auf StackExchange verweist und meine Antwort ziemlich lang ist, wäre es meiner Meinung nach unzureichend, sie hierher zu kopieren.
Ich glaube, Sie wollen nur die Wahrheitstabelle.
Dies ist die Wahrheitstabelle:
R | S | Q ---+---+------- 0 | 0 | Keine Änderung 0 | 1 | Hoch(1) 1 | 0 | Niedrig (0) 1 | 1 | Unberechenbar
Für den letzten Fall sind Q und Q' gleich, was nicht möglich ist.
Nur Jeff
Spielzeugbauer