2. Описание функционирования цифрового устройства

Теперь запишем математический вид логической функции Y, т. е. представим функцию Y в виде суммы 9 слагаемых. Каждое слагаемое должно соответствовать набору параметров X₁, X₂, X₃, X₄, значение функции Y для которого равно 1. Эти слагаемые должны представлять из себя произведение 4-х параметров, которые определяются следующим образом: если в данном наборе параметр имеет значение 1, то берется сам параметр , а если 0, то берется отрицание этого параметра .

Таким образом, логическая функция Y имеет следующий вид:

Получившаяся логическая функция достаточно громоздка и потребует больших ресурсов при реализации в системе на кристалле, поэтому нам необходимо минимизировать ее с помощью карт Карно (метод минимизирующих карт) (см. табл. 3).

Таблица 3. Карты Карно

	00	01	11	10
00		1
01	1	1	1
11	1	1	1
10	1			1

Согласно картам Карно, мы получили следующую функцию:

3. Разработка схемы подключения для реализации в системе на кристалле

Построим структурную схему устройства, которое позволит вычислить полученную нами функцию, т. е. общую схему устройства:

Теперь распишем комбинационную схему устройства, т. е. схему, по которой можно будет видеть процесс преобразования входных сигналов X₁, X₂, X₃, X₄ в выходной сигнал Y:

4. Выводы

В ходе выполнения теоретической части лабораторной работы мы получили некоторую логическую функцию. Затем мы минимизировали ее с помощью карт Карно. После чего мы построили структурную и комбинационную схему устройства, которое позволит вычислить полученную нами функцию. С помощью данных схем мы сможем реализовать это устройство в системе на кристалле. Таким образом, мы готовы к выполнению практической части лабораторной работы.

I. Практическая часть

1. Временные диаграммы модуля в сапр MaxPlus (Graphics Editor)

Для выполнения практической части нашей лабораторной работы сперва необходимо собрать комбинационную схему устройства в MaxPlus (Graphics Editor). Для этого необходимо выполнить следующие действия:

- открыть MaxPlus;

- создать новый проект в графическом редакторе;

- добавить необходимые элементы из библиотеки;

- собрать схему.

После выполнения выше перечисленных действий мы получили следующую схему нашего устройства:

Теперь нам необходимо построить временную диаграмму с сигналами для нашего устройства. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

- открыть Waveform Editor;

- добавить входные и выходные сигналы;

- задать входные сигналы с помощью Overwrite Clock;

- откомпилировать проект;

- просимулировать проект.

В случае отсутствия ошибок мы должны получить следующую временную диаграмму: