МОДЕЛЮВАННЯ ПРИСТРОЇВ БІТОВОЇ ОБРОБКИ

До пристроїв бітової обробки інформації відносяться розглянуті в гл. 3 і 4 пристрої комбінаційного (суматори, вичітателя, АЛУ) і послідовних (тригери, регістри і лічильники) типів.

Моделювання комбінаційних пристроїв (КУ) зводиться до складання структурної формули, побудови схеми засобами Micro-Logic II і перевірці її працездатності. Повну інформацію про виконувані функції КУ дає таблиця істинності. Засобами побудови таблиць Micro-Logic II не має. Результати моделювання виводяться у вигляді тимчасових діаграм, на яких замість рядків таблиці істинності фігурують тимчасові інтервали.

Пристрій з чотирма входами і одним виходом

Для отримання структурних формул будемо використовувати карти Карно. Розглянемо два випадки.

I. У базисі І-НЕ побудуємо схему КУ, для якого вихідний сигнал Y заданий на всіх наборах вхідних сигналів, причому Y = 1 на наступних наборах: 0,1,3,5,7,8,14. Номер набору N відповідає комбінації сигналів , наприклад набір 3 відповідає .

C допомогою карти Карно (рис. 13.2, а) виконаємо мінімізацію логічної функції, запишемо вираз для вихідного сигналу Y в мінімальної диз'юнктивній нормальній формі, а потім за законом подвійності перейдемо в базис І-НЕ. В результаті отримаємо структурну формулу

Карта Карно (а), схема (б) і тимчасові діаграми (в) для комбінаційного пристрою, вихідний сигнал якого визначено на всіх наборах вхідних сигналів

Мал. 13.2. Карта Карно (а), схема (б) і тимчасові діаграми (в) для комбінаційного пристрою, вихідний сигнал якого визначено на всіх наборах вхідних сигналів

На рис. 13.2, б зображена схема пристрою, складена з бібліотечних елементів Micro-Logic II. Схема містить логічні елементи І-НЕ і чотири генератора для формування 16 різних комбінацій вхідних сигналів. На рис. 13.2, в наведені тимчасові діаграми вхідних і вихідного F сигналів. Під тимчасовими діаграмами вказані десяткові числа, що відповідають їх двійковим еквівалентів . Як випливає з тимчасових діаграм, вихідний сигнал F = 1 для наборів 0,1, 3, 5, 7, 8, 14 вхідних сигналів, отже, схема КУ складена правильно.

  • 2. У базисі АБО-HE побудуємо схему КУ, для якого:
    • • на наборах вхідних сигналів 0, 4, 6, 9, 14, 15 вихідний сигнал F = I;
    • • на наборах вхідних сигналів 1, 2, 7, 11, 12 вихідний сигнал F = 0;
    • • набори 3, 5, 8, 10, 13 не використовуються.

Використовуючи карту Карно (рис. 13.3 а), запишемо вираз вихідного сигналу F в мінімальної кон'юнктивній нормальній формі, а потім за законом подвійності перейдемо в базис АБО-HE. В результаті отримаємо структурну формулу

На рис. 13.3, б зображена схема пристрою на логічних елементах АБО-HE, на рис. 13.3, в - часові діаграми вхідних і вихідного F сигналів.

Варто зазначити, що:

  • • можливий інший варіант розмітки карти Карно з такою ж мірою складності схеми КУ: замість клітин 1100, 1000 можна об'єднати клітини 1100, 1101;
  • • на невикористовуваних наборах (Ф) вихідний сигнал F може приймати як значення 0, так і значення 1. Дійсно, F = 0 (див. Рис. 13.3, в) на всіх невикористовуваних наборах 3, 5, 8, 10 (див. Рис . 13.3, а), для яких при розмітці карти Карно прийнято Ф = 0, і вихідний сигнал F = 1 на невживаному наборі 13 (див. рис. 13.3, в), який не увійшов до виділені групи (рис. 13.3, а) .
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >