Борис Цирлин
Рассматриваются многостабильные триггеры, т.е. устройства, которые в отличие от обычных RS-триггеров (бистабильных), имеют больше двух стабильных состояний.
Введение
Будем рассматривать устройства, построенные из логических элементов И-ИЛИ-НЕ. Как и в предыдущих статьях, схемы из таких элементов описываются системами логических уравнений, задающих поведение каждого их них.
Если в некотором состоянии схемы значение выхода элемента соответствует значению описывающей его логической функции из системы уравнений, то выход является устойчивым, в противном случае - возбужденным. Стабильным состоянием устройства считается такое, в котором устойчивы выходы всех его элементов.
В статье "О совершенной реализации" показано, как использование RS-триггеров дает универсальный способ построения полумодулярных схем на элементах И-ИЛИ-НЕ. С другой стороны известны схемы того же класса, описанные, в частности, в статье "Pipeline цифровые устройства", использующие многостабильные триггеры в качестве основы. Последние вызвали интерес автора, что привело к некоей систематизации этих устройств, чему и посвящено дальнейшее изложение.
Триггеры с парными обратными связями.
Рассмотрение начнем с трехстабильного триггера рис.1, который имеет соответственно три стабильных состояния 
- 110, 101 и 011.
Общая характеристика кодов этих состояний: наличие двух единиц и одного нуля. Заметим, что это все трехразрядные коды с такой характеристикой - это следует хотя бы из того, что 
. Зачем привлечены сюда "сочетания" станет понятно из дальнейшего.
Стабильность этих трех состояний в схеме рис.1 обеспечивается обратными связями с выходов каждой пары элементов на входы общего И третьего, - назовем такую обратную связь парной.
Заметим, при использовании в каком-нибудь устройстве такого триггера, его стабильные состояния должны представляются также парами выходов его элементов. Это гарантирует блокировку воздействия транзитных состояний, возникающих при переключении триггера, в кодах которых единиц заведомо меньше двух, на работу всего устройства.
Возникает идея использовать аналогичное кодирование для устройства из четырех элементов И-ИЛИ-НЕ, т.е. коды его стабильных состояний должны содержать по две единицы и, соответственно, по два нуля. Исходя из того, что 
, такое устройство с полным правом можно назвать шестистабильный триггер. Его схема приведена на рис.2. Он имеет следующие стабильные состояния: 1100, 1010, 1001, 0110, 0101, 0011.
Эта, казалось бы очевидная схемная реализация предложенного кодирования стабильных состояний, в свое время была признана изобретением и защищена Авт.св. СССР № 1072099.
Предположим, что устройство, в котором предполагается применить предложенный триггер, используются не шесть, а только пять его стабильных состояний. Пусть, для определенности, таким лишним будет состояние 1100. Тогда, очевидно, нет необходимости обеспечивать стабильность последнего, что позволяет у двух элементов И-ИЛИ-НЕ (крайних правых на рис.2) исключить те И (окрашены желтым), которые соединены с выходами элементов, имеющих значение 1 в этом лишнем состоянии.
Очевидно, аналогичная схема на пяти элементах И-ИЛИ-НЕ будет иметь уже десять стабильных состояний (
), а на шести элементах - и вовсе пятнадцать (
). Для последнего случая еще больший эффект дает использования кодирования стабильных состояний комбинациями три единицы - три нуля. Таких состояний будет уже двадцать (
).
Заключение
Последние три примера, схемы которых не приведены из-за их очевидности, показывают, что предложенная структура многостабильных триггеров дает довольно громоздкие и практически нереализуемые решения. Действительно, десятистабильный триггер потребует элементов 2И-7ИЛИ-НЕ, пятнадцатистабильный - 2И-11ИЛИ-НЕ, а двадцатистабильный - 3И-15ИЛИ-НЕ. В таких случаях целесообразно использовать для хранения стабильных состояний просто параллельный регистр из обычных RS-триггеров.
Тем не менее, имея в арсенале разработчика и многостабильные триггеры, в ряде случаев
удается получить эффективные схемные решения. Последнее внушает надежду на
актуальность публикации.
