Procedura de proiectare a circuitelor combinate
La proiectarea circuitelor care îndeplinesc o funcție logică particulară, este necesar să se minimizeze costurile hardware pentru implementarea acestor scheme și în multe cazuri este necesar să se reducă nomenclatorul elementelor logice utilizate. Această din urmă cerință se realizează prin alegerea sistemului corespunzător de elemente. În prezent, seria principală de circuite logice integrate include elemente care formează o bază logică completă din punct de vedere funcțional. precum și elemente suplimentare care implementează funcții logice frecvente [1]. Ca bază completă din punct de vedere funcțional, de regulă se folosesc baze "AND" sau "OR-NOT" cu un singur element.
Să considerăm etapele de proiectare a circuitelor logice combinaționale pe bază de un singur element "AND-NO" fără a utiliza elemente logice suplimentare pe exemplul proiectării unui combinator de o singură cifră. Un astfel de sumator este baza pentru construirea unei scheme de însumare de mai multe cifre care efectuează operații asupra numerelor reprezentate în unul sau alt cod.
Un exemplu de operare de însumare a numerelor reprezentate în codul invers:
Se vede din exemplul dat că în fiecare cifră sunt însumate biții corespunzători ai operanzilor și transferul provenind de la cifra precedentă (pentru cifra cea mai puțin semnificativă, transferul ciclic de la cifra semnată). În acest caz, valoarea sumei din această categorie este generată și transferată la următoarea cifră.
Desemnarea condiționată grafică a elementului care efectuează aceste acțiuni este prezentată în Fig. 13.4.
Fig. 13.4. Denumirea grafică condiționată a unui adder unic
Să luăm în considerare etapele de bază ale proiectării unei astfel de scheme.
Etapa 1. Reprezentarea funcției realizate de schema proiectată în forma canonică, adică sub forma unei tabele de adevăr sau a unei forme normale perfecte de înregistrare. De obicei, în această etapă, funcția este mai ușor de descris cu un tabel de adevăr. Deoarece este proiectat un circuit logic cu două ieșiri. atunci este necesar să prezentăm o tabelă de adevăr pentru fiecare dintre rezultatele sale (Tabelul 13.6).
Pasul 2. Minimizați funcția logică. În acest stadiu, pot fi utilizate metode de minimalizare [5]. Specificitatea minimizării funcțiilor multi-ieșire este necesitatea de a obține un dispozitiv care să aibă o compoziție minimă a echipamentului general, adică o funcție ar trebui să fie redusă la minimum, luând în considerare posibila utilizare a unei părți a echipamentului recepționat pentru a minimiza o altă funcție. În exemplul nostru, nu vom lua în considerare această caracteristică și nu vom efectua o minimizare autonomă a fiecărei funcții. Minimizarea funcțiilor logice poate fi realizată prin diverse metode: metoda Quine, modificarea ei prin metoda Quine-McCluskey, metoda Diagramului Weich. Metoda diagramelor Veich este convenabilă pentru minimizarea funcțiilor dintr-un număr mic (până la patru) de variabile. Schema Weich pentru funcția Si este prezentată în Tabelul. 13.7.
Tabelul 13.7. Diagrama Weich pentru funcția sumă a unui adder cu un singur bit
Este evident din diagramă că forma minimă disjunctivă normală pentru funcția sumă a unui adaos dintr-o singură cifră coincide cu forma sa normală disjunctivă perfectă:
Diagrama Weich pentru funcția Pi + 1 este prezentată în Tabelul. 13.8.
Tabelul 13.8. Diagrama Weich pentru funcția de a purta un adder cu un singur bit
Forma normală disjunctivă minimă pentru această funcție are forma:
Etapa 3. Traducerea funcției în baza în care va fi construită schema. În varianta aleasă aceasta este baza "codului de bare Scheffer":
Etapa 4. Elaborarea unei scheme cu privire la elementele care realizează funcțiile bazei selectate. Pentru a ilustra mai clar acest pas, numerele elementelor care vor implementa această sau o parte a funcției sunt indicate mai sus. Schemele rezultate sunt prezentate în Figurile 13.5 și 13.6.
Fig. 13.5. O schemă care realizează funcția sumă a unui sumator dintr-o singură cifră
Alo În prima lecție a cursului "Bazele logice și aritmetice și principiile de funcționare a calculatorului" aveți o diagramă bloc clasică a calculatorului. Dacă puteți specifica și cum ar putea fi realizată în arhitectura clasică funcționarea directă a dispozitivelor de intrare / ieșire cu RAM? Dacă înțeleg corect, acesta este un mod de acces direct la memorie, în arhitectura clasică nu este furnizat.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: