- •1.11 Синтез комбинационных устройств с несколькими выходами.
- •Схемы двоичного суммирования.
- •Быстродействие комбинационных устройств.
- •1.11 Синтез комбинационных устройств с несколькими выходами.
- •Схемы двоичного суммирования.
- •Быстродействие комбинационных устройств.
- •Мультиплексоры.
- •Мультиплексоры как универсальные логические элементы.
- •Этапы синтеза на мультиплексорах.
- •Универсальные логические элементы.
- •Программируемые логические матрицы.
Этапы синтеза на мультиплексорах.
Деминимизация функции (приведение к СДНФ)
Выбор аргументов подаваемых на адресные входы (на адресные входы подаются аргументы, которые чаще всего встречаются в минимизированном – исходном выражении)
Построение карт Карно с выделением областей, для которых выбранные переменные одинаковы.
Заносим в карту Карно единичные значения F(X…) деминимизированой функции.
Осуществляем минимизацию функции в нутрии выделенных областей.
Получаем минимизированную функцию для каждого набора на адресных шинах.
Составление структурной схемы.
Пример:
Синтезировать на мультиплексоре с двумя адресными входами логическую функцию пяти аргументов:
1. С помощью диминимизации функции приводим ее к виду СДНФ.
2. На адресные входы подаем аргументы, которые чаще всего встречаются в минимизированной формуле (исходной).
3. По функции полученной в результате деминимизации производим построение карт Карно: с выделением областей для которых выбранные переменные Х1 и Х2 одинаковы.
4. Осуществляем минимизацию функции в нутрии выделенных областей:
а) - область 00
Имеем два контура -
б) область
Имеем два контура -
в) Область
Имеем один контур -
г) Область
Теперь приступаем к составлению схемы для данной логической функции:
Универсальные логические элементы.
Мультиплексоры.
Демультиплексоры.
Программируемые логические матрицы (ПЛМ).
Программируемая матричная логика (ПМЛ).
Программируемые матричные вентили (ПМВ).
ПЗУ.
Демультиплексор (дешифратор) – определяется как микросхема, у которой N входов и 2N – выходов. На входы подают всевозможные наборы Х1, Х2…ХN, а на одном из 2N выходов появляется единица на остальных выходах 0.
Такой дешифратор реализует 2N функции вида
Легко заметить, что дешифратор реализует всевозможные константные единицы, которые можно образовать от N переменных.
Следовательно, построение комбинационных устройств с использованием дешифраторов сводится к объединению с помощью элементов ИЛИ тех выходов Di, которые соответствуют константам единицы заданной функции.
Пример:
|
D0 |
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
D5 |
D6 |
D7 |
X1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
X2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
X3 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
F1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
F2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
При использовании мультиплексоров для каждой функции требуется отдельный мультиплексор. В противоположность этому выходы одного дешифратора могут быть использованы для формирования большого числа функций, зависящих от одних и тех же аргументов.
При использовании дешифраторов ни одна из конституентных единиц не подвергается операции инвертирования, даже если среди них есть соседние.
Поэтому в тех случаях, когда в таблице истинности функции f(x) число единиц больше числа нулей, для упрощения схемных построений целесообразно реализовывать инверсию функции , так как для этого понадобится элемент ИЛИ с меньшим числом входов. При использовании элементов ИЛИ-НЕ может быть сразу получена функция f(x).
Если число переменных меньше числа входов дешифратора N > m, то на N - m неиспользуемых входов дешифратора формирует лишь те коституенты единицы, двоичные номера которых содержат, заданны, таким образом, наборы из N – m констант.
Если же число входов дешифратора меньше числа переменных функции, то можно получить составной дешифратор на m входов.
Метод минимизации переключательных функций, использованный нами при использовании дешифраторов теряют смысл. Более того, если реализуемые функции заданы минимизированными, то необходимо их привести к совершенно дизъюнктивной нормальной форме.