Лекція 3 Тема: Основи синтезу комбінаційних схем
Технічним аналогом логічних функцій є комбінаційні схеми, які реалізують перетворення певних інформаційних сигналів за логічними законами, що описуються заданими булевими функціями. Комбінаційним елементом називають електронний вентель або ключ, який забезпечує кодування інформаційних сигналів в двійковому вигляді. Набір комбінаційних елементів, що відтворює повну систему булевих функцій також називають функціонально повним набором.
Для реалізації цифрових автоматів функціонально повний набір логічних елементів потрібно доповнити певними елементарними цифровими автоматами, в якості яких використовують тригери. Згідно ЄСКД, всі цифрові елементи позначаються квадратами, в яких зліва – вхідні сигнали, з права – вихідні.
- Логічна функція диз’юнкції
Сигнал на виході комбінаційного елемента «або»має місце тоді, коли присутній хоч один з вхідних сигналів.
- має місце тоді, коли присутні всі вхідні сигнали. для реалізації цифрових автоматівбьмибь
- логічне «АБО»
АБО-НЕ
-
Стрілка Пірса;
І-НЕ
- Штріх Шеффера
Виключне «АБО»
Додавання за модулем 2.
Базові логічні елементи виконують також в інтегральному вигляді, як складні функціональні елементи.
- Розширювачі
Комбінаційною схемою називають умовне графічне позначення логічних елементів, та взаємозв’язків між ними, яке відображає реалізацію заданої логічної функції. Ланцюгом схеми називають впорядковану послідовність логічних елементів, в якій хоч один вхід наступного елемента з’єднаний з виходом попереднього елемента. Петлею схеми називають ланцюг, в якому вихід логічного елемента безпосередньо або опосередковано через інші елементи з’єднаний зі своїм входом. Особливістю комбінаційної схеми є відсутність петель в принциповій схемі. Процес розробки комбінаційних схем умовно можна поділити на два етапи:
етап аналізу повної системи логічних функцій та проведення мінімізації логічного виразу, що описує вихідну функцію;
етап синтезу комбінаційної схеми з допомогою певного функціонального набору комбінаційних елементів, обов’язково з урахуванням оптимізації функціональної схеми пристрою.
Алгоритм розробки схеми
Запис з допомогою карт Карно і діаграм Вейча таблиць істинності, які описують повний функціональний набір сигналів і їх можливих комбінацій.
Перехід від табличної форми запису до алгебрагічної; здійснюється він з допомогою певних форм запису, найрозповсюдженіші: ДДНФ (досконала диз’юнктивна нормальна форма), ДКНФ (досконала кон’юнктивна нормальна форма). При ДДНФ результуюча функція записується у вигляді кон’юнкцій мінтермів або конституєнти одиниці.
Проводять мінімізацію результуючої логічної функції використовуючи тотожності та перетворення алгебри логіки.
Проводиться перетворення мінімізованої логічної функції до вигляду , зручного для реалізації в певному логічному базисі.