5.2. Анализ логических схем

5.2.1. Анализ логических схем с одним выходом

Целью анализа заданной схемы является минимизация стоимости указанной схемы.

Если при синтезе схемы задаются условия работы будущей схемы, то при анализе заданной схемы требуется иметь эту схему.

По схеме необходимо составить выражение функции, соответствующей заданной схеме.

После этого анализ схемы ничем не отличается от синтеза схемы. Это означает, что полученное выражение надлежит минимизировать и по

итоговому выражению построить минимизированную схему.

Имея стоимости заданной и минизированной схем, легко определить относительный коэфициент выигрыша минимизации.

Пусть в качестве примера заданной схемы для минимизации будет схема, представленная на рис.29. Ее стоимость по Квайну составляет 11 .

x₁

x₂

x₃

Рис.29. Логическая схема для анализа

Для получения логического выражения, соответствующего схеме,

нужно описать выходы всех ее элементов, начиная со стороны входов. Описание выходного элемента и будет логическим выражением, реализуемым анализируемой схемой.

Нетрудно установить, что схема реализует функциюf = x₁x₂x₃ \/ x₁x₂ \/ x₃.

По выражению легко узнать наборы, на которых функция равна 1. Отме-тив эти наборы на карте Карно (рис. 30), можно получить минимизированное выражение f = x₁ \/ x₃.

11 1 1

х₁ 1 1

х₃ х₃

Рис. 30. Карта Карно для f

Стоимость минимизированной схемы составляет 2. Относительный

коэффициент снижения стоимости оказался чуть больше 80 %.

5.2.2. Анализ логических схем с двумя выходами

Неминимизированную схему из–за ограниченных объемов пособия

сложно представить на рисунке. Представляется целесообразным задать схему для анализа наборами, на которых оба выхода схемы равны единице.

По таким данным нужно составить схему, которую следует считать заданной.

По заданной логической схеме требуется составить логические выражения для каждого выхода.

После этого анализ есть не что иное, как синтез, что подробно рассмотрено выше.

6. АВТОМАТЫ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ.

СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА С ЖЕСТКОЙ ЛОГИКОЙ

6.1. Структура устройства обработки цифровой

информации по В.М.Глушкову

Для преобразования информации в компьютере предназначено устрой-ство обработки цифровой информации, в настоящее время его принято называть процессором.

В.М.Глушков [6] предложил его изображать так, как показано на рис.31. Как видно, процессор включает в себя операционный (ОА) и управляющий (УА) автоматы.

D R

Y Х

F

Рис.31. Структурная схема процессора по В.М.Глушкову

ОА предназначен для преобразования операндов D в результат R. Этот автомат работает под действием управляющих сигналов, множество которых обозначено через Y.

УА предназначен для формирования подмножеств управляющих сигна-лов для операций F_i, множество которых обозначено через F. Указанные подмножества управляющих сигналов формируются на основе кодов операций F_i и осведомительных сигналов, множество которых обозначено через X. Осведомительные сигналы характеризуют получаемые результаты с качественной стороны.

Процессор работает по принципу микропрограммного управления. Этот принцип заключаются в том, что:

1) любое действие делится на совокупность элементарных действий (микроопераций);

2) ни одно действия не является элементарным;

3) для изменения порядка следования микроопераций вводятся осведомите-

льные сигналы;

4) для каждого действия составляется микропрограмма в терминах микро-

операций (МО) и осведомительных сигналов. Микропрограммы всех операций хранятся в специальном (управляющем) запоминающем устройстве.