level-triggered
Beschreibt einen Schaltkreis oder ein Bauteil, dessen Ausgang nur solange auf Eingabeänderungen reagiert, wie das Taktsignal High-Potential hat.
Pegelgesteuert: Ausgang ändert sich, während Taktsignal auf High bleibt
Eine pegelgesteuerte Schaltung reagiert auf Eingängsänderungen, solange ihr Taktsignal auf High-Spannung bleibt. Im Gegensatz zu flankengesteuerten Schaltungen, die Daten nur beim Moment einer steigenden oder fallenden Taktkante erfassen, ist pegelgesteuerte Logik während der gesamten Zeit transparent, in der der Takt auf High liegt. Das bedeutet, der Ausgang folgt Eingängsänderungen in Echtzeit, solange der Taktpegel es erlaubt, und wird dann gespeichert, wenn der Takt auf Low fällt.
Die häufigste Anwendung ist der Latch, bei dem ein pegelgesteuertes Design eine Gatterschaltung (normalerweise NAND- oder NOR-Gatter) nutzt, um Datenfluss durch einen Zweig zuzulassen, während der Takt aktiv ist. Bei 74LS373 Octal-Latches beispielsweise folgen die Ausgänge den Eingängen, solange Output-Enable und Takteingang die High-Bedingung erfüllen. Sobald der Takt fällt, werden die Daten eingefroren, bis der nächste Taktimpuls wieder ansteigt.
Vorteile und Nachteile
Pegelgesteuerte Schaltungen verbrauchen weniger Leistung als flankengesteuerte, weil sie nicht die präzisen Timing-Schaltungen benötigen, die zum Erkennen von Taktkanten erforderlich sind. Setup- und Hold-Zeiten sind einfacher zu erfüllen, und die Schaltung kann langsamere Taktübergänge ohne zusätzliche Pufferung tolerieren. Allerdings sind pegelgesteuerte Schaltungen anfällig für Race-Bedingungen und Metastabilitätsprobleme, wenn sich Eingangssignale ändern, während der Takt High ist. Diese Unvorhersehbarkeit macht pegelgesteuerte Designs in synchronen Systemen problematisch, in denen Daten in Synchronität über mehrere Stufen hinweg propagieren müssen.
Moderne digitale Systeme verwenden aus diesen Gründen flankengesteuerte Flipflops, aber pegelgesteuerte Latches bleiben Standard in asynchronen Schaltungen, Speicheradressendecodern und Pulserf-Erfassungsanwendungen, wo das transparente Fenster ein Vorteil statt ein Problem ist. Die Fachbezeichnung spiegelt das physikalische Verhalten wider: Das Gatter der Schaltung bleibt offen, solange der Taktpegel aktiv ist, im scharfen Kontrast zu flankengesteuerten Designs, die nur auf den Übergang selbst reagieren.