Программы, моделирующие логические схемы. Multimedia Logic.

Для проверки работоспособности логических схем существуют специальные программы. Например, Multimedia Logic – бесплатная программа-конструктор, простейший редактор логических схем; позволяет Multimedia Logic моделировать как логические схемы любой сложности, так и устройства компьютера.

Multimedia Logic(смотри Error: Reference source not found) позволяет моделировать в реальном времени логические схемы тестируя их работоспособность. На приведенном рисунке отображена моделируемая схема простейшего дешифратора с двумя входами в режиме моделирования. Как видно из рисунка, для моделирования изображенной схемы надо воспользоваться пунктом меню «Simulate/Run». Соответственно, для завершения моделирования используется «Simulate/Stop».

В режиме моделирования данной схемы пользователь щелчком мыши по переключателям устанавливает на входах логический ноль или единицу. Логические выходы представлены светодиодными индикаторами: «горит» -логическая единица, «не горит» - логический ноль. Таким образом, подавая на вход намеченные комбинации входных сигналов, разработчик схемы проверяет ее работоспособность по выходным результатам. В приведенном примере входной комбинации «10» (десятичный аналог – число «2») соответствует логическая единица на втором (если начинать отсчет с нуля) выходе, то есть дешифратор работает верно.

Рисунок 53. Редактор Multimedia Logic. Режим моделирования.

Рисование логической схемы производится в режиме останова симуляции («Simulate/Stop») при помощи панели инструментов. Панель инструментов подключается «Simulate/Draw» (смотри Error: Reference source not found). На панели инструментов можно выбрать для внесения на схему соединительный провод, элементы И, ИЛИ, исключающее ИЛИ (сложение по модулю два), отрицание, входной переключатель, лампу-индикатор (все они обведены на рисунке) и прочие элементы.

Рисунок 54. Редактор Multimedia Logic. Рисование схемы.

Для «выбора» нужного нарисованного элемента для изменения местонахождения, удаления или настройки, следует использовать кнопку со стрелкой панели инструментов. Свойства нарисованных элементов можно редактировать. Для этого надо двойным щелчком мыши по нужному элементу вызвать окно его свойств (смотри Error: Reference source not found) и уточнить в открывшемся окне количество входов (по умолчанию два, но можно увеличить до четырех) и инвертирование выходного результата (по умолчанию выход прямой).

Рисунок 55. Свойства элемента.

Таким образом, для проверки работоспособности спроектированной логической схемы нет необходимости реализовывать ее непосредственно в аппаратуре, можно использовать программы, моделирующие схему. Продуманная схема рисуется в программе-конструкторе, после чего выбирается режим симуляции работы схемы.

Некоторые схемы достаточно просты, и, для определения их работоспособности достаточно «включить» схему, подать сигнал на вход и получить результат на выходе. Но для тестирования работоспособности некоторые схем, имеющие много входов и много выходов, не всегда достаточно подать один сигнал на вход. Классическим примером является приведенный (смотри Error: Reference source not found) дешифратор: поданный в примере на вход дешифратора сигнал «10» действительно дал верный результат на выходе, что совсем не свидетельствует о работоспособности схемы в целом. Для полной проверки необходимо подать на входы все комбинации всех возможных сигналов. Разработка правильных тестовых входных комбинаций также является важной частью проектирования логической схемы.

На рисунке (смотри Рисунок 56) приведен скриншот тестирования схемы двухразрядного сумматора. Как видно из рисунка, сложение 3+3 (в двоичном коде 11+11) дает в результате 6 (110 в двоичном коде). На рисунке видно формирование разрядов сумм как функция сложение по модулю два: для младших разрядов на два входа, для старших разрядов добавляется вход переноса. Схема формирования переноса из текущего разряда в старший обведена красным контуром.

Рисунок 56. Логическая схема двухразрядного сумматора.

Вывод: на транзисторах можно реализовать логику любого уровня сложности, как для преобразования данных, так и для хранения данных