Для чего в D триггере используются буферы и ключи?

Question

[jamesStr]

Читаю книгу Цифровая схемотехника и архитектура компьютера и дошел до момента описания D триггера, а именно проектирование на транзисторном уровне.

Автор говорит что простую D защелку можно сделать из одного проходного вентиля, но как это возможно если проходной вентиль просто пропускает или не пропускает бит информации, но никак не сохраняет его, т.е у него нет состояния, а защелка по определению должна его иметь.
И дальше автор описывает "усовершенстованную" защелку и триггер с использованием буфферов.

Подскажите какую роль они играю в построении, зачем они вообще нужны и как работают. И описания в книге вообще не понял что к чему и как. Для чего нужны L1, L2, L3, а также T1 с тремя состояниями. Как вообще устроен механизм сохранения состояния в данных схемах?

Comments

[Сергей Сергей]

https://qna.habr.com/q/1160724
какая непонятная книга, может поменять?

[jamesStr]

Сергей Сергей, там же нет ответа, ни вашего ни какого либо другого кроме одного не проясняющего ситуацию.
Если бы всем все было понятно то спроса на подобные сервисы не было бы. Когда что то непонятно нужно разбираться а не менять книгу. Если не знаете чем помочь, то не стоит вообще писать подобные комментарии

[atereffigies]

jamesStr, там под ответом есть мой комментарий.
В книге скорее всего кривой перевод. Естественно, невозможно на ключе сделать защёлку.
L1 нужен для повышения входного сопротивления, L2 -- для уменьшения выходного сопротивления.
L3 и T1 -- это и есть защёлка.
T1 представляет из себя инвертирующий буфер с тремя состояниями, по-сути, это тоже самое что и L1 c ключём:

Для наглядности, пример Z-буффера из "древних манускриптов" (Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник (1987)):


Принцип работы:
Если на входе clk единица, то ключ будет открыт, а T1 будет иметь высокоимпедансное состояние. Следовательно, значение со входа D перенесётся на выход Q.
Как только на входе clk появится нуль, колюч разомкнётся, а буффер Т1 выдаст на своём выходе инверсное значение своего входа, которое, в свою очередь, равно инверсному значению входа L3, а это и есть выход Т1 -- это та самая петля (L3 и T1) из двух логических вентилей, которая хранит в себе инфу.

Вот пример работы схемы в симуляторе: https://tinyurl.com/2yekjstf

PS: на работе у меня была скачана книга на инглише, могу завтра проверить, как написанно там, ну или вы можете скачать сами, если найдёте в интернетах. Но что-то мне подсказывает, что там реально речь не про защёлку на одном ключе и это косяк перевода.
Если я ошибаюсь, и в оригинале написано тоже самое, то книгу Харрисов можно признать достаточно посредственной. Всё, что идёт до описания архитектуры и верилога можно впринципе заменить старыми советскими книжками, т.к. логика -- она и в африке логика, основы её не поменялись. Вот по архитектурам и СистемВерилогу -- как-то туго в русском сегменте. Только практика и буржуйские источники помогут.

[jamesStr]

atereffigies, Спасибо за развернутый ответ.
На счет L3/T1 вроде как понятно, по сути это и есть механизм сохранения состояния, а вот на счет буфферов L1/L2 никак не могу понять. Понятия входное и выходное сопротивление мне не известны. В книге такого не встречал. А что будет если их убрать? Что изменится? В книге вот написано что отсутствие буфферов может привести к некорректной работе, может помещать случайный выброс. Ну окей. А как тогда эти буфферы спасают от этого?

На счет схем предоставленных вами честно скажу тоже ничего не понятно, так как изучать все это начал 3 недели назад и не ориентируюсь в схемах если они нарисованы как то иначе.

На счет перевода. В английской версии написано все тоже самое что и в русской.
Каких то аналогов данной книге я не нашел, везде либо сильный упор в электронику либо слишком поверхностное описание. Мне же данная книга нужна именно для понимания архитектуры пк, а не чтобы в будущем разрабатывать электронные системы.

[atereffigies]

jamesStr, если вам надо только про архитектуру, то не зацикливайтесь на этой главе.
Входное и выходное сопротивление -- это характеристики, отражающие нагрузочную способность по току.
Если у входа высокое сопротивление, то ему нужен меньший ток для срабатывантя, и наоборот.
Если у выхода низкое сопротивление, то он может отдать в нагрузку больший ток, и наоборот.
Как это помогает бороться с помехами?
Высокоомный вход будет меньше влиять на предыдущий каскад схемы, чем низкоомный. Соответствеено на низкоомный выход подключенные входа оказывают меньшее влияние, чем на высокоомный.
Для более детального понимания нужно рассматривать каждый логический вентиль (и каждый его внутренний каскад) как усилитель. Но это вам не нужно, просто возьмите за аксиому.

Книга Харрисов больше про проектирование. Не знаю, чем она вам поможет) Она для схемотехников и разработчиков чипов)

[Сергей Сергей]

Ох как токсично, мне нравится, добро пожаловать на хаброответы.