Disparador Trinity ( disparador ternario , pestillo ternario , flip-flop ternario ): dispositivo electrónico , mecánico , neumático , hidráulico , óptico u otro dispositivo que tiene tres estados estables , la capacidad de cambiar de cualquiera de los tres estados estables a cualquiera de los otros dos estados estables y la capacidad de determinar en cuál de los tres estados estables se encuentra este dispositivo. Por ejemplo, una celda de memoria ternaria , con la capacidad de escribir y leer (grabar) códigos ternarios (números) en ella.
El gráfico de flip-flops ternarios en sistemas ternarios físicos 3B BCT ("tres hilos") y 2B BCT ("dos hilos") es un triángulo con transiciones bidireccionales de cualquier vértice a cualquier otro vértice.
La gráfica de flip-flops ternarios en el sistema ternario físico 3L LCT ("single-wire") no tiene transiciones directas de -1 a +1 y de +1 a -1, y estas transiciones se realizan pasando por "0 " durante 1/3 de la duración del frente de conmutación, lo que conduce a falsos positivos en elementos lógicos posteriores en circuitos de más de una etapa. En los circuitos de una etapa con indicadores, debido a la inercia de la visión, no se aprecia el parpadeo debido a estas transiciones.
Un contador de 3 hacia arriba y un registro de desplazamiento de 3 hacia atrás también son flip-flops ternarios.
Los disparadores Trinity se pueden construir [1] :
1. en elementos lógicos de dos niveles en un sistema de tres bits de dos niveles de elementos lógicos ternarios (3Bit BinaryCodedTernary, 3B BCT, "tres hilos"),
2. en dos niveles elementos lógicos en un sistema de dos niveles de dos bits de elementos lógicos ternarios (2Bit BinaryCodedTernary, 2B BCT, "dos hilos") y
3. no muy buena calidad en elementos lógicos de tres niveles en un sistema de tres niveles de lógica ternaria (Ternario codificado de nivel de 3 niveles, LCT de 3 L, "un solo cable").
En 1956-1958, Nikolai Petrovich Brusentsov con un grupo de personas de ideas afines ( Facultad de Mecánica y Matemáticas de la Universidad Estatal de Moscú ) construyó la primera computadora ternaria electrónica en serie con un sistema numérico ternario simétrico posicional Setun .
En 1970, Brusentsov de la Universidad Estatal de Moscú construyó una computadora ternaria electrónica Setun-70 .
El conocido especialista informático soviético, el profesor D. A. Pospelov, escribió: “Las barreras que se interponen en el camino de la aplicación del sistema numérico simétrico ternario en las computadoras son obstáculos técnicos. Hasta el momento no se han desarrollado elementos económicos y eficientes con tres estados estables. Una vez que se desarrollen tales elementos, la mayoría de las computadoras de uso general y muchas computadoras especiales se diseñarán con toda probabilidad para funcionar en sistemas numéricos simétricos ternarios.
El famoso científico estadounidense Donald Knuth expresó la opinión de que "el reemplazo de un disparador binario ("flip-flop") por un disparador ternario ("flip-flap-flop") definitivamente sucederá algún día". [2] ("Flip-flop" significa dos pasos, "flip-flap-flop" - tres pasos, Knuth pensó que "flip-flop" significa binario (dos valores) y "flip-flap-flop" significa trinidad (de tres valores)).
En los cronómetros de un botón se utiliza un gatillo de conteo ternario mecánico .
La conexión de una lógica relativamente simple en la entrada de un flip-flop ternario de tres bits le permite crear un flip-flop D ternario de tres bits con tres entradas D (flip-flop D ternario) [1] .
También son posibles análogos ternarios de tres bits de flip-flops T binarios, registros de datos ternarios, medios sumadores ternarios, sumadores completos ternarios, unidades lógicas aritméticas ternarias ( ALU ), procesadores ternarios, memoria de acceso aleatorio estática ternaria ( SRAM ), microcontroladores , computadoras ternarias , microcomputadoras ternarias .
En un ciclo de reloj, un bit en sistemas ternarios transmite un bit ternario (trit), que tiene tres estados, un bit en sistemas binarios transmite un bit, que tiene dos estados, es decir, un bit ternario transmite en 3/2 = 1.5 (una y media) veces más números (códigos) que un dígito binario.
Cuando se utilizan flip-flops de tres y dos bits, el número de cambios de flip-flop es, en promedio, el mismo que en los flip-flops de tres niveles, pero a la salida de los flip-flops de tres y dos bits. flops, la frecuencia de conmutación en las líneas individuales B2, B1 y B0 es 1/3 menor que en un flip-flop de tres niveles.
Cuando se utilizan flip-flops binarios convencionales en sistemas de tres y dos bits , la frecuencia de conmutación en las líneas B2, B1 y B0 es 1/3 menor que en un flip-flop de tres niveles, es decir, el uso de flip-flops convencionales flip-flops binarios en sistemas ternarios de tres y dos bits y flip-flops ternarios en flip-flops binarios convencionales permite el uso de elementos lógicos 1/3 menos de alta frecuencia que en un sistema ternario de un solo cable de tres niveles.
En la mayoría de los casos, al construir circuitos lógicos en flip-flops ternarios, los costos de hardware aumentan aproximadamente 2 veces en comparación con los flip-flops binarios convencionales, y solo en casos muy raros, al resolver problemas que tienen ternario (Traffic Light Task [3] ), es posible reducir ligeramente los costos de hardware.
Dado que los flip-flops ternarios de tres bits de dos niveles pueden funcionar tanto en modo de tres bits como de dos bits, si una de las tres líneas de salida (conductores) se rompe, puede cambiar al modo de dos bits, lo que aumenta la confiabilidad de dispositivos basados en estos flip-flops.
En el modo de tres bits, cuando uno de los tres conductores de salida se rompe, los niveles de los dos conductores restantes permiten la recuperación completa de hardware o software del código de tres bits.
El sistema de retroalimentación para todos los disparadores es el mismo. La salida de cada uno de los tres elementos está conectada a las entradas de los otros dos elementos. En flip-flops en tres elementos 3O-NO y en tres elementos 3Y-NO, tres señales de entrada se alimentan a tres entradas de tres elementos y tierra. Los disparadores en tres elementos 3OR-NOT y en tres elementos 3I-NOT se conmutan aplicando una señal de conmutación a dos de las tres entradas. En flip-flops en 4I-NOT (SN7420, K155LA1 [4] , 164LA8, K176LA8, CD4012, 564LA8, K561LA8, CD4012A, K555LA1) y 4OR-NOT (164LE6, K176LE6, CD4002, 564LE6, K561LE6, CD404026, CD404026, CD404026, CD404026, CD404026 ) las 6 entradas restantes se combinan en tres pares, cada uno de los tres pares está conectado a dos elementos. Tres señales de entrada se aplican a tres pares combinados y tierra. Los disparadores en tres elementos 4I-NOT y en tres elementos 4OR-NOT se conmutan aplicando una señal de conmutación a uno de los tres pares. A la salida de los disparadores, hay tres buses de salida y un "tierra" (común), similar a una red eléctrica trifásica .
Es recomendable utilizar un flip-flop ternario de una unidad de tres bits en tres elementos 2OR-NOT y un flip-flop ternario de tres bits uno-cero en tres elementos 2I-NOT en celdas de memoria superrápida estática ternaria (células ternarias de memoria superrápida). SRAM ).
Dado que cuando el nivel de almacenamiento está "fijo" en la tercera entrada del cableado "1" o cableado "0", estos flip-flops funcionan como un flip-flop RS asíncrono binario normal, estos flip-flops en electrónica digital ternaria son ternarios análogos de un flip-flop RS asíncrono binario .
Entradas y salidasHay tres entradas en el análogo ternario del flip-flop RS: S0 (Set0) - ajuste a 0 (análogo de la entrada R), S1 (Set1) - ajuste a 1 (análogo de la entrada S), S2 (Set2) - ajuste a 2 (sin analógico) y tierra, y tres salidas: Q0 es la salida del inversor 0 (Q analógico), Q1 es la salida del inversor 1 (análogo de Q inverso) y Q2 es la salida del inversor 2 (no analógico) y tierra.
Los activadores ternarios de dos niveles se basan en elementos de dos niveles, y la trinidad del trabajo se logra mediante un sistema de retroalimentación. Los flip-flops ternarios de dos niveles pueden ser de dos bits (ternario de dos niveles y dos hilos) y de tres bits (ternario de dos niveles y tres hilos).
Los sistemas ternarios de dos y tres hilos de dos niveles son más resistentes al ruido que un sistema ternario de un solo hilo de tres niveles, ya que un sistema de un solo hilo de tres niveles funciona hasta una FEM relativa de la señal de interferencia de hasta Up / 4 = 0,25 (hasta el 25 % de Up), y los sistemas ternarios de dos y tres hilos de dos niveles funcionan hasta la FEM relativa de la señal de interferencia hasta Up / 2 = 0,5 * Up (hasta el 50 % de arriba).
Dos niveles de 2 bitsCarl W. Nelson propuso uno de los muchos sistemas de codificación ternarios de dos bits y dos hilos ("-"={00}, "0"={01}o{10}, "+"={11}), jr. en 1969 [6] . Los flip-flops ternarios de dos bits y dos niveles funcionan en un sistema de codificación ternario de dos bits y dos hilos {00}, {01}, {10} y tienen una entrada de tres o dos bits y una salida de dos bits. .
Como flip-flop ternario de 2 bits, puede usar flip-flops ternarios de 3 bits de 2 niveles en modo de 2 bits (con la salida TQB2 deshabilitada).
Dos niveles de tres bitsLos flip-flops ternarios de tres bits y dos niveles (trifásicos [7] ) tienen una entrada de tres bits de un solo dígito y una salida de tres bits de un solo valor. Dos niveles le permite construir flip-flops ternarios de tres bits inequívocos en los elementos habituales de la lógica de dos niveles ( RTL , DTL , TTL , ESL , MOS , CMOS , etc.).
Se conocen los siguientes flip-flops ternarios de tres bits inequívocos:
Gatillos ternarios en elementos de tres niveles.
En elementos de tres niveles, tres estados corresponden a tres niveles de voltaje: negativo, cero, positivo (bajo, medio, alto).
En [12] , la Fig. 9 muestra un circuito de "disparador estático ternario" en dos inversores de tres niveles. Este gatillo tiene tres estados (-1,+1), (+1,-1) y (0,0), pero no tiene rotación, sino que oscila como un balancín o una balanza.
Los esquemas de flip-flops ternarios de tres niveles también se dan en [13] y [14] .
El sitio [15] proporciona un proyecto de un análogo ternario mixto de un flip-flop D sincronizado binario con una entrada D de tres niveles sincronizada en serie y una salida paralela de dos niveles (trifásica), que consta de 11 bloques, de 3 a 5 transistores en cada bloque, es decir, al menos 33 transistores por biestable D ternario de tres niveles.
El “Receptor de Código Trinario” [16] proporciona un diagrama y una descripción de un receptor de dígitos ternarios secuenciales de tres niveles en un “código polar ternario” y su conversión en dígitos ternarios binarios paralelos de dos dígitos, que es un flip-flop ternario. con una entrada de una sola línea de tres niveles y una salida de dos dígitos de dos líneas con un demultiplexor .