Приведена схема мультиплексора 4 в 1

Существуют мультиплексоры с третьим состоянием на выходе, с их помощью можно производить наращивание размерности мультиплексора за счёт параллельного включения выходов и использования адресных разрядов для перевода мультиплексора в 3- е со

стояние.

Функция, выполняемая мультиплексором 2ⁿ1, по структуре полностью совпадает с СДНФ представления функций n переменных. Из этого следует, что любую переключательную функцию n переменных можно реализовать на мультиплексоре 2ⁿ1, подав на входы константы 0 или 1.

Пусть необходимо реализовать функцию F(x1,x2,x3,x4)=x₁x₂x₃+x₁x₂x₃+x₂x₃x₄+x₂x₃x₄+x₁x₃x₄+x₁x₂x₄ .

Таблица переходов:

X1X2X3X4	F	Подкл. вход
0 0 0 0	0 0
0 0 0 1		В1
0 0 1 0	1 0
0 0 0 1		В2
0 1 0 0	1 1
0 1 0 1		В3
0 1 1 0	0 0
0 1 1 1		В4
1 0 0 0	0 1
1 0 0 1		В5
1 0 1 0	1 1
1 0 1 1		В6
1 1 0 0	1 1
1 1 0 1		В7
1 1 1 0	1 0
1 1 1 1		В8

В результате получим схему:

№ 88 Регистры

Регистрами наз. устройства, выполняющие функции фиксации, хранения и передачи информации. Информация хранится в регистре в виде кодового слова. Регистр состоит из разрядных схем, число которых соответствует разрядности обрабатываемых слов. В каждом разряде есть триггер и чаще всего ЛЭ. Регистр выполняет ряд МО над словами.

К 1 – й группе МО относятся МО, кот. связаны с приёмом слов, т.е. установка регистра в 0 или 1, либо приём слова.

Ко 2 – й группе относятся МО, связанные с выдачей слов в том или ином коде.

К 3 – й группе МО, относят МО, связанные с выполнением поразрядных логических операций над словами.

К 4 – й группе отнесём МО, связанные со сдвигом слов в разрядной сетке. Сдвиг либо вправо или влево, или циклический. Преобразование параллельного кода в последовательный код или наоборот.

Регистры можно классифицировать по ряду признаков:

1. по способу приёма и выдачи информации:

а) параллельные (статические)

б) последовательные (сдвиговые)

в) параллельно – последовательные

В регистрах типа а) приём и выдача слов производится по всем разрядам одновременно, их основная функция – хранение слов. В них могут выполняться также поразрядные операции над словами.

В регистрах типа б) слово принимается и выдаётся поразрядно. В них тактирующие сигналы перемещают записанное слово по разрядной сетке. Такие регистры могут быть нереверсивными либо реверсивными.

В регистрах типа в) слово записывается параллельно, а выдаётся последовательно или наоборот.

2. по количеству каналов передачи данных:

а) парофазные б) однофазные

В парофазных информация передаётся каждый бит по двум каналам, т.е. каждый разряд передаётся в виде прямого и инверсного значения переменной.

В однофазных – передаётся по одному каналу либо прямое либо инверсное значение.

3. по способу тактирования:

а) однотактные б) двух- или многотактные

Однотактные управляются одной последовательностью СИ. У двух- и многотактных каналов синхронизации два и больше, причём сдвинутые по фазе.

№89 Синтез МФР

Под МФР подразумевается регистр, способный выполнять некоторое множество МО над входными словами, а также, над словами, которые хранились в регистре до начала выполнения МО. В каждом маш. такте. регистр может выполнять только одну МО либо ни одной.

Кроме стандартного набора МО для обычного регистра, в МФР используются и другие МО, предусматривающие предварительную обработку (арифметическую и логическую) входных данных.

Для синтеза множество всех МО можно разбить на несколько подмножеств. Например, на подмножество МО в результате которых происходят изменения регистров. И подмножество в результате выполнения которых изменения в регистрах не происходят, но осуществляется передача в выходные шины кодов, которые зависят от содержимого регистров.

Т.о., МФР – это автомат с памятью, у которого входными являются переменные и множество МО, а выходными – множество выходных шин и признаки. Для синтеза такого автомата проводится его декомпозиция, крайним случаем которой является разбиение данного автомата на элементарные одноразрядные автоматы.

Для физической реализации некоторого сегмента достаточно рассмотреть синтез только одного разряда сегмента, для остальных разрядов решения тиражируются. Аналогично поступают и остальными сегментами.

Методика разбиения на сегменты основана на том, что поочерёдно рассматривается каждая МО, выполняемая МФР или шиной, при этом выявляются разряды регистра, которые выполняют одну и ту же функцию. Затем рассматривается вся совокупность МО и производится пересечение исходных сегментов: при этом образуются новые сегменты, которые также составляют разрядное поле МФР либо шины.

Регистр можно определить как электронный узел, состоящий из множества триггеров: в то же время это – автомат, предназначенный для выполнения некоторого набора МО. Регистры бывают синхронные и асинхронные.

СИ указывает, в какой момент времени необходимо выполнить операцию, тогда как управляющий сигнал показывает, что конкретно должен выполнить регистр.

Для синтеза КС, реализующей функцию возбуждения триггера, необходимо располагать следующей информацией:

1. описание МО

2. элементная база (тип триггера, логический базис и т.п.)

Далее составляются таблицы со столбцами вида:

1. с именем входных переменных

2. с именем переменной Q(t+1), значение которой будет запомнено данным триггером в момент t+1

3. с именем переменных (функций возбуждений), соответствующих информационным входам триггера.