|
37. Абстрактный синтез комбинационных дискретных устройств.
Целью абстрактного синтеза комбинационных ДУ является установление однозначного соответствия между комбинациями входных и выходных сигналов. Это соответствие выявляется из словесной формулировки условий работы ДУ, т.е. из задания на проектирование ДУ. Как правило, словесная формулировка условий работы должна обладать полнотой, т.е. должны быть оговорены все комбинации (наборы) состояний входных сигналов (приемных элементов) – 2 n, где n – число входов. Отметим, что полнота словесной формулировки не будет нарушена, если заданы: -рабочие и запрещенные состояния (тогда остальные - условные); -рабочие и условные состояния (тогда остальные - запрещенные); -запрещенные и условные состояния (тогда остальные – рабочие). В некоторые случаях могут задаваться только рабочие (запрещенные) состояния, тогда остальные состояния считаются запрещенными (рабочими). Пример:
Из
таблицы состояний получаем условия
работы ДУ в символической форме: z
(x1
x2
x3)
= 3,5,6,7,[0,1,2,4], или в аналитической – в
СДНФ:
Итак, в результате выполнения абстрактного синтеза и первого этапа структурного синтеза – минимизации, которые и для контактных и для бесконтактных комбинационных ДУ абсолютно одинаковы, от словесной формулировки условий работы проектируемого ДУ переходят к минимизированному аналитическому выражению, записанному в ДНФ. Именно ДНФ является исходной для дальнейшего структурного синтеза, который для контактных и бесконтактных устройств имеет свои особенности. |
38. Структурный синтез комбинационных дискретных устройств .
Структурный синтез, целью которого является переход от формализованной записи условий появления сигналов на выходах и условий возбуждения элементов памяти (условий работы промежуточных и исполнительных элементов) к структурной (функциональной) схеме проектируемого ДУ. При структурном синтезе осуществляется минимизация числа переменных логических функций, описывающих работу ДУ. Учитываются требования технической реализации и решается задача минимизации количества бесконтактных логических элементов и контактов реле. После получения ДНФ условий работы, которое является первым этапом структурного синтеза для бесконтактных комбинационных ДУ, в дальнейшем выполняются следующие этапы: Этап 2. Выбор набора логических элементов для реализации ДУ. Этап 3. Объединение цепей и приведение минимизированного аналитического выражения к виду, удобному для реализации на выбранном наборе бесконтактных логических элементов. Этап 4. Переход от аналитического выражения к функциональной схеме. |
39. Реализация основных операций алгебры логики на различных наборах логических элементов
|
|
40. Методика построения функциональной схемы дискретного устройства (ЦА) по логической функции (набор И-НЕ)
|
41. Методика построения функциональной схемы дискретного устройства по логической функции (набор ИЛИ-НЕ)
|
42. Сумматоры комбинационные и накапливающие, как дискретные устройства
Комбинационные сумматоры находят широкое применение в арифметических устройствах вычислительных систем. Двоичным сумматором называется логическое устройство (узел), выполняющее операцию сложения двух двоичных чисел. В сумматорах параллельного действия слагаемые числа поступают на входы сумматора в параллельном коде, результат выдается параллельным же кодом на его выходах. Таким образом, комбинационный сумматор n-разрядных двоичных чисел представляет собой дискретной устройство, имеющее 2n входов и n выходов. Такое устройство называется многоразрядным сумматором. Многоразрядный сумматор представляет собой совокупность так называемых одноразрядных сумматоров, каждый из которых формирует значение только одного из разрядов суммы. Одноразрядные сумматоры можно классифицировать по количеству входов на следующие виды: -двухвходовые, именуемые полусумматорами; -трехвходовые, именуемые полными сумматорами. Одноразрядные сумматоры применяются для обработки последовательных кодов, а соответствующим образом соединенная совокупность таких сумматоров образует многоразрядный сумматор, предназначенный для обработки параллельных кодов. Одноразрядный полусумматор (HS) имеет два входа и два выхода. С выхода S снимается сигнал суммы (S), а с выхода Р - сигнал переноса (Р). Полным сумматором (SM) называется устройство (рис. 2.4), предназначенное для сложения трех однозарядных двоичных чисел и имеющее 3 входа и 2 выхода. При разрядном сложении двух многозарядных чисел приходится учитывать сигнал переноса предыдущего разряда (Рi-1), который в полном сумматоре и подается на третий вход (х3). На выходе S вырабатывается, как и в полусумматоре, сигнал суммы (S), а на выходе Р - сигнал переноса (Р). Функционирование полного сумматора описывается таблицей соответствия (табл. 2.2), из которой получаем:
Кроме комбинационных суммирующих устройств, применяются накапливающие суммирующие устройства (сумматоры с памятью), которые не только суммируют слагаемые, но и запоминают полученную сумму. В качестве элементов памяти, как правило, применяются триггеры со счетным входом. Одноразрядный накапливающий сумматор содержит схему ИЛИ на 3 входа и триггер со счетным входом, у которого нулевой выход является инверсным динамическим. |
