
книги из ГПНТБ / Василенко, Ю. А. Синтез дискретных структур учеб. пособие
.pdf- 6 9 -
пожег |
принимать лишь два значения |
/D ели |
I / , Расо«огрев работу в |
|
обоих |
случаях, можно построить логическув |
приставку к блоку д |
, |
|
которая связывает сигнал но входу |
с логиков работы « |
• |
||
|
Вообще говоря, всякий метод |
из науки |
я техники ицвет как фор |
мализованные, так и творческие ваги. Например, метод математичес
кой индукции дает возможность доказать доотовераость той или иной
формулы, но не указайаѳт однозначного подхода в каждом конкретной
случае при его использовании. |
Можно щэиаеети и ряд других примеров |
|||
из других областей науки. |
|
|
|
|
Рассмотрим примеры для |
случая, |
когда блоки |
упорядочены |
|
по пункту I . |
, |
. ■ |
|
|
Лусть блок |
имеет структуру |
г |
|
|
причем, у--Х { |
|
/• |
В этом |
будет выглядеть |
|
так: |
|
70
Яри »©пользеваши упорядочения £ 2 моиет быть случаи ;
|
*ЯГ |
, $> i-t, ••■ j '& i- n n |
^ |
t * * l |
|||
Op« э т о й |
н е oOходимо з н а т ь |
с т р у к т у р у |
б л о к о в |
|
|||
|
|
- $1 ( &Б„ |
&>п У |
|
|||
Сейчас мам трудно привести примеры в атом случае, т.к.она будут |
|||||||
слммком исхусствеишки, но вполне |
вероятно, |
что такие рассмотреяия |
|||||
блока |
паМут вполне |
реальные |
применения при синтезе, т .е . |
||||
будут вполне оправданы, |
|
|
|
|
|
||
lie реИдем |
к примерам |
п у н к т а |
3 . |
|
|
||
Ѳ атом случае : |
|
|
|
|
« |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
& 1 - |
Г <&г, <• >, |
# г , /о ..... ю ) |
|
|
|
|
|||||
где |
|
|
|
/ |
J |
ш 1 ,2, . . . П / |
|
|
|
|
||
Н яп р и и ер , |
и о к е т |
бы ть, |
что |
«5^t- *"• |
f |
(& і/г , |
^ - |
е сл и |
< дел Н тсй |
|||
н а |
? , или |
^ |
( |
%>іу. , |
#> < •,/ |
j |
- есл и |
/ |
не |
д е л и т с я |
на |
|
2, |
к с т а т и |
такой |
м етод |
п о с тр о е н и я |
|
и с п о л ь з у е т с я |
при |
с и н т е зе |
і - у |
71
®?уиенчатого /и , вообще, многоступенчатого / |
дешифратора. Это, говора |
& той, что блочно-индуктивный метод синтеза |
комбинационных схем |
ухе давно нашел применение в неявной виде при синтезе некоторых ком-і
оинационных логических автоматов, |
но не получил должного |
использо |
||
вания вообще при |
синтезе лобых дискретных устройств«. |
Это весьма |
||
желательно, учитывая его универсальность . |
|
|||
Рассмотрим еще примеры : |
|
|
||
Пусть |
двоичный |
сумматор на і |
входов, в этом случае |
бу |
дет иметь |
вид : |
|
|
|
т .е . к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на 3 входа, т.п . полный сумматор. Вообще говоря, иногда блок |
|
|||||||||||||
для цодучешя |
|
выгодно |
модифицировать в блок |
|
, который |
|||||||||
может иметь ряд дополнительных выходов по сравнении |
с олоком |
, |
||||||||||||
необходимых для |
построения блока |
Р: |
. & рассмотренном |
примере та- |
||||||||||
КИМ выходом |
|
является |
ВЫХОД |
неооходимыи для |
поучения |
|||||||||
* і .і |
■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При таком рассмотрении |
для получения |
/ |
* « / |
|
/ выхода мы име |
||||||||
ем некоторую логическую достройку, |
или |
приставку |
/в |
наыгм примере- |
||||||||||
сумматор |
на 3 |
входа / . |
Такую приставку мы |
модем нарисовать и для |
||||||||||
' 1 |
^ |
j 1 ~? |
г |
• • . |
, |
I |
входи а, |
т .е . |
в |
конце |
концов |
по |
||
лучить |
сумматор |
на два |
входа |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
f J і |
|
|
|
|
|
|
|
|
v56/
Pt
Г ~ Г
72
и « проводите ае рассукдеакя, что я при построеніи блока иб'-:
поритыа святем шгля/mt тая :
Ж Ы Ж ] —* § □ — 4 S
Дострой*** блока «^иѳрво получив блох с нуіныи число* вхо
де*. На практике, |
одквке, |
чаете б*веет, что кат нухды раскрывать |
|||
вс* структуру блок« |
, Напрхмер, пусть ж каков-то вычислитель |
||||
но* /управляемей / цепи |
возникла кеобяодяаооть добавлен** одного |
||||
/ двух / |
вхожа. В это* случае |
ш присоединив* х блоку его логи |
|||
ческую достройку, |
нисколько не |
заботясь о рассиотренва внутренне* |
|||
структуры |
, |
Для вас вахво дивь то, чтобы функционирование бло |
|||
ха |
) осталось такав же, как и блока |
. Однако, иногда |
73
н е о б х о д и м о и м е т ь я о д н у в л о г и ч е с к у ю |
с т р утк т. еу р. ун о/ н л е н е н т я о е |
|||||||||||
с о д е р ж а н и е б л о Jк а^ /. 8 » т о н с л у ч а в п р и х о д и т с я и д т и п о и н д у |
||||||||||||
ц е п и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п о д у ч а я п о с л е д о в а т е л |
||
|
|
■ т.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д л я с р а в н е н и я п о с т р о и м |
б л о х и |
|
|
нсттлуя |
|||||||
обы чны й |
м е т о д |
с и н т е з а |
/ в о |
х а н о в и ч е с в и н |
ф ор м ам |
/ . |
||||||
4 . о ч е в и д н о , |
б у д е т и м е т ь в и д |
|
|
|
|
|||||||
|
|
Для 4 |
и н е е м |
|
|
|
|
|
|
|
||
ѳ |
t |
|
8 |
» |
|
Mt - xt ѵзгг |
|
|
è ' |
|||
I |
|
I |
0 |
|
или |
|||||||
I |
0 |
|
I |
0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I |
I |
|
I |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
Д л я |
|
такие построим схему. |
|
|
|
|
|
|
||||
ö |
*5? |
|
0 |
Ö |
*г |
0 |
П о сл е у п р о щ ен и я п о д у ч а е м : |
|||||
Ö |
|
Ö |
||||||||||
0 |
0 |
|
I |
I • |
0 |
0 |
|
Mt * T t |
Ѵ#г |
VJt3 |
|
|
0 |
|
I |
|
I0 |
0 |
0 |
|
|
||||
0 |
I |
|
I |
|
II |
0 |
|
3Tt |
r t |
V 2 t |
X a V X t |
* a |
I |
|
0 |
0 |
I |
0 |
0 |
|
Щ( &g T* |
|
|
||
I |
0 |
|
I |
I |
I |
0 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
I |
I |
|
0 |
I |
|
0 I |
|
|
|
|
|
|
I |
I |
|
I |
I |
I |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X* |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
0* |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0Xj |
|
|
|
|
** * -.
Обычно блок Щ можно в большинстве случаев изобразить сразу. При ставка для / і +1 / входа имеет весьма несложнув логическув струк туру, что дает возможность весьма эффективно ее минимизировать су-
цествувцими методаіа минимизации; при этом мы мшишзируем не в с е
синтезируамув логическую схему / как в случае известных методов синтеза / , а лишь часть схеш, что сделать довольно просто, т.к.
блок для / і \ і /-го входа имеет обычно 5-6 элементов.
Преобразователь обратного кода.
Для олока |
паи |
понадоби.-ся |
выхид к |
«э |
блока |
J6, , причем |
|
К *0 |
, если jr1 |
ѵасг и... |
Ѵоеі |
- О |
/ |
7 5
К - I , если Жі » /
Это связано с особенностями алгоритма понявшія доАииТельного кода:
изменение кода на обратный происходит до первой единицы, а дальше в« остается без изменения.
Пусть мы имеем блок |
, который фуішшонярувт |
введуоцим обра |
|||||||||||||
зом: на |
входе &>і |
- последевателыюста двоичны* |
сигналов, а на |
шхо~ |
|||||||||||
де вое единицы объединяются в одну группу, |
|
|
* |
|
|
а |
|||||||||
распвлолеящгю слева, |
|||||||||||||||
нули - |
в другу в, расположенную справа. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Например на входе имеем СІЭІІ, В'этом случае |
выход будет- |
|||||||||||||
і і і ОО и т .д . |
Требуется построить ол^у |
|
Аоотромму |
будем произ |
|||||||||||
водить слева по отношение к блоку |
|
|
, |
что |
весьма удобно в дан |
||||||||||
ном случае, |
считая, что |
есть |
некоторое |
ВТ* , |
а |
входы блока |
' |
||||||||
- суть |
х і , |
х 3 , |
,Жі г ЗСігі, |
/ |
дообце |
говоря, |
, |
расположение |
|||||||
достраиваеиого блока по отношению к |
|
определяется |
самим алгорит- |
||||||||||||
мои построения олска |
X/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В данном случае при нахождении алгоритма достройки мы рассуж |
|||||||||||||||
даем так |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а / |
Если * ^ » 1 , |
то |
на выходе блока |
перед |
Уг |
должен быть |
|||||||||
выход |
У,»1, |
т .е . |
не |
нужно |
производить |
никаких |
сдвигов |
выходных |
|||||||
сигналов |
& іті . |
При |
этом |
У, |
j ", , |
y^. = |
|
|
/ |
у" |
I/ |
||||
о / |
Если |
то необходимо |
выходные сигналы |
S b( сдвинуть |
7 6
один разряд влево, чтобы получить выход |
блока |
. При этой |
||
V Уг |
. У - 2.3, |
Д +1. |
Структура |
логической до |
стройки блокад", |
имеет следующий вид |
: |
|
|
£ |
|
|
|
|
$> ut . |
Для удобства обозначим |
входы блока |
|
через |
|
|
|||||||||||||
При построении |
блока |
|
|
наши рассуждения |
примерно |
следующие |
; |
||||||||||||
Пусть имеется блок |
|
|
|
/ |
/ * 2 , 3 , . . . , |
|
і + І |
/ , |
осуществляющий |
задан |
|||||||||
ную операцию / |
т .е . |
упорядочение |
нулей |
|
и единиц./. |
|
|
|
|||||||||||
Добавим еще |
один |
вход |
Хі |
.Возможно всего |
два |
случая : |
|
||||||||||||
а / |
X i |
» i, |
при |
этом Xt |
идет на выход через схему "или" без |
||||||||||||||
изменения, |
^'в м есте |
с ^ |
=1 приходят |
на схему |
"и" |
и выходной |
сзг |
||||||||||||
нал идет |
|
на |
Уг |
и т .д ., |
т .е . |
|
|
, |
Уг , |
. . . , Уі 4і |
~ |
у/ |
у ' ... |
|
|||||
. . . у |
і £ |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
^ |
- і / |
|
|
|
=0. |
При этом осу- |
|||
ществлкется |
сдвиг |
числа |
и |
у |
3 |
|
t*{ |
|
на |
один |
разряд,влево, |
||||||||
УІ |
|
|
|
||||||||||||||||
что достигается |
занесением |
Хі |
на |
соответствующие |
схемы |
■' і", |
т.е |
||||||||||||
Последний |
/ |
У,*,у |
/ - |
ый |
выход работает так : |
при |
^ * 1 |
к |
I |
||||||||||
на выходе |
единица, |
п р и ^ » 0 |
- на выходе ноль. |
|
|
|
|
||||||||||||
Возникает вопрос, как построить конкретно логическую струк |
|||||||||||||||||||
туру преобразователя, т .е . |
раскрыть его |
функционирование |
поэлемент |
||||||||||||||||
но, Все |
это |
легко |
выполнимо поояе |
раскрытия логической структуры |
77
д о с т р о й » к блоку |
|
Если |
это уже выполнено, то |
строи« |
|
7 ,в . |
|||||||||||
логическую схему с одним входом . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Теперь |
п олагая , что |
і |
*1 о с т ае т с я |
соединять |
• * Г ■ |
новы! вход |
|||||||||
І г |
логической |
достройкой |
к |
блоку |
|
|
.п о л у ч а е м |
4 . |
|
|
|||||||
Далее |
отроим |
ЗБ3, ЗЬ^ |
и т . д . , |
пока не |
получим блок с |
нужным мам |
|||||||||||
числом |
входов |
и |
выходов. Например, |
для |
блока |
З э . |
|
в яааем |
случае |
||||||||
|
j |
|
|
|
и |
|
|
|
|
__ » |
|
|
• |
|
|
|
|
|
имеет вид |
|
|
|
, |
т . е . |
ЗЬ , |
просто |
некоторый проводями , |
||||||||
повторяюрлщинй наво далидовыхо е |
ОС, |
• |
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|||||
|
Имея блок |
ЗБ , |
, |
легко |
построить |
блок |
ЗЬг . |
При вто« |
«читаем |
||||||||
что |
д о бавляется един |
вход JC, |
к блоку |
<56f, который |
имеет |
вид |
1 * |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è xt |
Учитывая логическуо достройку к блоку |
« £ ? / |
в данном |
случае |
э т о две |
|||||||||||||
логические схеіш |
"или" |
и |
" и * /, |
строим |
блок |
6 Ь '. |
|
|
|
|
особых |
затруднений; |
на |
общей с х е м е в данном |
случав |
Уг ' |
это |
|||||
выход |
, |
но для |
3 5 , Уг ’ есть |
просто |
ОСг |
|
|
|
|
||
На схеме |
показаны |
в квадратах |
блоки |
|
и |
ЗЬ , . |
|
|
|||
|
Построим |
З53 . |
Считаем, что уже есть |
3>г |
|
, выходы которого |
|||||
У2 и |
У3 |
для блока |
<%>3 будут уже являться |
J/g ' п У / |
. |
Присое |
|||||
диняем к ^логическую |
достройку, ориентируясь на общую схему 3>t . |
78 -
Логическая структура |
имеет вид |
Оценим затраты оборудовании а атом нетривиальном примере по-
строения блока С для того, чтобы увидеть значительные пре-
нмунества блочно-индуктивного метода синтеза логических уст-
роств.
Буден считать, что каждый вход требует для реализации
одного диода.Оценим количество диодов для обоих методов /обыч ного и индуктивного / .
|
Із рассмотрения общей схемы , |
можно видеть, что об |
|||
щее количество диодов |
идущее на всю схему блока |
||||
равно |
|
|
|
|
|
где |
Y>ftß - количество блока ^ |
; а |
6 і *2 |
- количество ди |
|
одов логической достройки |
/две |
свепы "или" |
и Две схемы "и" на |
||
два |
входа / . |
|
|
|
|
|
Отсода имеем систему функций следуодего вида : |
* j)li) =• y> fi-4 ) + |
2 |
f U - i h f (i~ 2 ) |
* 6 f i ‘ 2 ) +2 |
j ) ( i - 2 ) = y> (i-3) t 6 f i - 3 ) t l