- •Синтез комбинационных схем
- •Метод синтеза комбинационных схем
- •Способы задания логических функций
- •Представление и минимизация лф с помощью карт Карно
- •Представление лф в базисе Шеффера с ограничениями на число входов логических элементов
- •Построение кс по логическому выражению
- •Пример синтеза комбинационной схемы
- •2.3. Использование сапр Quartus II для исследования синтезированной в примере кс
- •Риск сбоя в комбинационной схеме
- •Проверка и наладка реализуемой схемы
- •Реализация комбинационной схемы на физической модели
- •Программа работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий по синтезу кс
Программа работы
Запишите заданную списком ЛФ пяти переменных в виде таблицы истинности, предусмотрев в таблице графы yтеор для записи доопределенной в процессе синтеза ЛФ и yэксп. для занесения результатов экспериментальных исследований на имитационной и физической моделях.
Постройте карту Карно.
Осуществите минимизацию ЛФ для реализации в базисе Шеффера и выберите один из минимальных вариантов. Запишите логическое выражение, соответствующее минимальной ДНФ ЛФ.
Для реализации ЛФ в базисе 2И-НЕ, 3И-НЕ, 4И-НЕ осуществите факторизацию полученного логического выражения и запишите ЛФ в базисе Шеффера с ограничениями.
Создайте описание КС в САПР Quartus II, используя средства графического ввода.
Выполните компиляцию КС. В файле отчета временного анализатора найдите и запишите задержки сигналов по всем входам.
В редакторе временных диаграмм САПР Quartus II создайте тест, в котором работа КС проверяется на всех наборах входных сигналов.
Выполните моделирование КС в САПР Quartus II. Убедитесь, что КС формирует значения выходного сигнала, соответствующие заданию, на всех наборах. Отличие результатов для хотя бы одного набора является ошибкой.
Проверьте состязания сигналов по указанному преподавателем аргументу. Приведите временные диаграммы, оцените длительность импульса при неалгоритмическом переходе, предложите способ устранения риска сбоя.
Реализуйте КС на физической модели, как описано в п. 1.5.
Проверьте значения ЛФ на всех наборах аргументов, занося результаты эксперимента в таблицу истинности. При необходимости осуществите наладку схемы, указывая в отчете принимаемые на каждой итерации наладки меры и экспериментальные результаты.
Оформите и сдайте отчет по работе.
Контрольные вопросы
Укажите способы задания ЛФ.
Приведите примеры функционально полных базисов.
Какая функция считается не полностью определенной?
В чем заключается минимизация ЛФ?
Как доопределить не полностью определенную ЛФ?
Каким образом можно перейти от записи логического выражения в ДНФ к базису Шеффера?
Как на двухвходовых ЛЭ И-НЕ реализовать логическое произведение четырех аргументов?
Как влияет ограничение числа входов используемых ЛЭ на быстродействие синтезируемой КС?
Определите быстродействие разработанной КС. Каким образом можно повысить быстродействие?
Укажите примеры возникновения риска сбоя в разработанной КС. Предложите способы устранения.
Что такое Virtual Pin?
Варианты заданий по синтезу кс
Номер |
Значения наборов аргументов |
|
задания |
Для значений y=1 |
Для значений y=н |
Пример |
0,2,5,6,8-10,13,15,17,19-21,25,28 |
12,23,29,30 |
1 |
0,2,6,9,14,16,20,21,25-29 |
1,13,17,19,30 |
2 |
3-8,11,13,15,20,22-25,30,31 |
2,12,19,26,27 |
3 |
0-2,5,8,9,11-14,19-21,24,26,29,30 |
6,16,23,28 |
4 |
0,2,4,7-10,13,15,18-20,22,23,27-30 |
11,17,24,31 |
5 |
3-5,7,9,13,15,18,20-22,26-28,30,31 |
8,10,12,16 |
6 |
1,12,13,14-17,21,24-26,28 |
8-11,30 |
7 |
3,4-7,9-11,18,21-28 |
1,15,17,31 |
8 |
1,6-10,13,15,20-25,28,31 |
3,4,12,17,26 |
9 |
0,1,4,7,10,12,14,19,20,23,24,26-29 |
2,15,22,25 |
10 |
3,6,8-11,14,16,19-23,27,28 |
0,12,13,30,31 |
11 |
1,5-9,12,13,17,20-25 |
2,16,28,30,31 |
12 |
0,4-7,9,13,15-20,25-30 |
2,14,22,23,31 |
13 |
6-10,13,15,17,21-26,30 |
0-2,18,20,31 |
14 |
0,2,4,6,7,9-12,17-20,23,25,27-29 |
13-16,22,30 |
15 |
0,2,4,6,9-13,18,21-25,26,27,29,31 |
1,7,15,20,28 |
16 |
1,3-6,10-14,17,19,23-27,31 |
0,8,21,30 |
17 |
2,4-7,11-15,18,23-27,30 |
0,10,17,20 |
18 |
5-8,10,12,15-17,20-24,29-31 |
0,3,13,27 |
19 |
5-12,14,16,18,21,24-28 |
0-2,17,31 |
20 |
0,2,4,6,7,9,11,14,16,18,22,24,25,27 |
12,13,19,30 |
21 |
1,3,4,5,9,11,13,14,16-18,20,22 |
2,6,21,28 |
22 |
2,5-7,9,10,13-15,16,18,20-23 |
0,8,28,30,31 |
23 |
0,1,5,9-14,18,21-23,26 |
6,16,17,29 |
24 |
2,4,9-11,13-15,18,22,25,27-29 |
1,17,20,21,24 |
25 |
1,3-5,10,14,15,17,19,21,23,24-28 |
8,11,13,22 |