Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

Синтез электронных схем (1.8.3)
Задачу синтеза электронных схем можно сформулировать следующим образом: при заданных входных переменных и известной выходной функции, спроектировать логическое устройство, которое реализует эту функцию. При этом могут быть наложены дополнительные ограничения либо в виде системы логических элементов, либо по количеству логических операторов и.т.д. Обычно, решая задачи анализа и синтеза, используют полные базисы функций. При этом, любую логическую функцию, входящую в базис, сопоставляют с некоторым физическим элементом, в результате логическую схему можно заменить принципиальной схемой, состоящей из физических элементов. Таким образом удается соединить математическую задачу синтеза логической схемы с инженерной задачей проектирования электронной схемы. При разработке электронной схемы за основные критерии принимают минимум аппаратуры, минимум типов применяемых элементов и максимум надежности. С точки зрения математической логики, задачи синтеза решаются при обеспечении минимального числа логических операторов, минимального количества типов логических операторов. В общем случае при синтезе электронной схемы соблюдается следующая последовательность:
1) сопоставление математического описания, адекватно отображающего процессы, происходящие в схеме (система логических уравнений).
2) анализ логических уравнений и получение минимальной формы для каждого из них в заданном базисе.
3) переход от логических уравнений к логической схеме, посредством применения логических операторов.
Электронные схемы с одним выходом.
Это наиболее простые схемы, основная сложность при синтезе этих схем – найти выражение для выходной функции в заданном базисе.
Пример:
[pic]
Типы логических элементов [pic]
Надо привести в базис импликации [pic]
Т.к. [pic], то [pic]
Тогда получим схему:

[pic]

[pic]
[pic]

[pic]
Задача синтеза, как правило, имеет различные решения в зависимости от выбора системы логических элементов. Однако, для любой заданной ФАЛ почти всегда можно синтезировать схему, соответствующую этой функции. Получение схемы с минимальным количеством логических связок требует нахождения минимальной формы для ФАЛ. Некоторые, более сложные схемы, имеющие несколько выходов, могут быть сведены в частном случае к набору схем с одним выходом, тогда синтез осуществляется путем декомпозиции для каждой выделенной схемы.
Пример: синтезировать схему одноразрядного двоичного сумматора методом декомпозиции в базисе [pic]
Составим таблицу истинности:
|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
|0 |0 |0 |0 |0 |
|0 |0 |1 |1 |0 |
|0 |1 |0 |1 |0 |
|0 |1 |1 |0 |1 |
|1 |0 |0 |1 |0 |
|1 |0 |1 |0 |1 |
|1 |1 |0 |0 |1 |
|1 |1 |1 |1 |1 |

Где [pic]- переменные, [pic]- сумма в [pic]-ом разряде, [pic]- перенос из младшего разряда в старший, [pic]- перенос из старшего разряда.
Составим ДСНФ: [pic]
[pic]

| |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
|[pic] | |1 | |1 |
|[pic] |1 | |1 | |
| |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

| |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
|[pic] |1 |1 |1 | |
|[pic] | |1 | | |
| |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |

Тогда [pic]
[pic]
[pic] [pic] [pic]

Ci

Пi

Такой способ не очень хорош, так как не всегда оптимален.

Электронные схемы с несколькими выходами (1.8.4)
Пусть n входов и k выходов.
Классический пример таких схем – дешифратор

Входы Выходы
|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
|0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |
|0 |0 |1 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |
|0 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |
|0 |1 |1 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |
|1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |
|1 |0 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |0 |
|1 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |0 |
|1 |1 |1 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |1 |

Причем, например [pic], а [pic] и.т.д.
[pic] [pic] [pic] y0

y7

Несложно убедиться, что такой подход не является оптимальным, поэтому рассмотрим следующие моменты синтеза схем:
1) Классический основан на выделении простых импликант заданной системы функций, подобно тому, как это делается в методе минимизации Квайна-Мак-
Класки, а затем ищется покрытие заданной функции этими импликантами.
При этом требуется:
1) найти простые импликанты заданной системы функций
2) выразить каждую функцию через простые импликанты
3) синтезировать схему, включающую только эти импликанты и связи между ними
Пример: синтезировать схему в базисе [pic], функции которой на выходе имеют следующий вид:
[pic]
[pic]
Решение: разобьем [pic] на группы, соответствующие по количеству единиц:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]

[pic] y2

[pic] y1

[pic]

Метод каскадов (1.8.5)
Этот метод основан на разложении ФАЛ на k переменных:
[pic]
Где k[pic]n
Эта формула попеременно применяется к заданной функции столько раз, чтобы получить простое логическое выражение, которое легко синтезировать.
[pic]
[pic]
[pic]
.
.
. и.т.д.
Построенная на основе этих выражений логическая схема на каждом этапе образует последний каскад искомой комбинационной схемы.
-----------------------

P

Q

P

P

Q

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: изложение 8 класс по русскому, красная книга доклад.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки