Синтеза и анализ комбинационных схем

Информация - Компьютеры, программирование

Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



вать текущую работу МП и перейти на подпрограмму обслуживания этого ПУ.

Логической задачей обработки всех запросов прерываний для КС, представленной на рис 13,а, является выработка для МП сигнала INT, если есть хотя бы один запрос I0, I1, I2, I3 на прерывание от ПУ и получение кода ПУ, сделавшего запрос (адресного кода A1A0) , по которому МП находит требуемую подпрограмму. При наложении запросов (при совпадении по времени) КС формирует адрес ПУ, имеющего высший приоритет. КС, решающая такую задачу, называется приоритетным шифратором.

Таблица истинности рис.13,б отображает логику работы приоритетного шифратора. Наивысший приоритет имеет запрос I0, низший - I3. Символ показывает, что запрос низкого приоритета игнорируется при совпадении с запросом более высокого приоритета.

Результаты минимизации логических функций INT,A1,A0 и КС для их реализации на ЛЭ основного базиса приведены на рис. 13,в,г.

 

5. Мультиплексор. Мультиплексор-демультиплексор

 

Мультиплексорами называются КС, входящие в группу коммутационных узлов, работающие как переключатели цифровых сигналов. Логику работы мультиплексора раскрывает 4-канальная (4-входовая) механическая модель коммутатора (рис.14,а). Подвижный контакт коммутатора К устанавливается в позицию, задаваемую двухразрядным адресным кодом А1, А0, и соединяет соответствующий неподвижный контакт с выходом y .

При этом на выход поступает выбранный с помощью адресного кода цифровой сигнал Di.

Условное графическое обозначение 4-канального мультиплексора (MUX) приведено на рис.14,б, а на рис.14,в обобщенная таблица истин- ности, отображающая логику его работы. Структурная формула (рис.14,в) для логической функции выхода мультиплексора y получена из таблицы истинности в СДНФ и представлена затем через минтермы, реализуемые дешифратором 222. Структурная схема 4-канального дешифратора, составленная на основе дешифратора, показана на рис.14,г.

Демультиплексор (рис.15) выполняет операцию, обратную операции мультиплексора (рис.14,а), коммутирует сигнал D на один из 2n выходов, где n разрядность адресного кода выхода yi.

В качестве демультиплексора можно использовать полный дешифратор с входом разрешения E (рис.10,б,в). Если подать коммутируемый сигнал D на вход разрешения E (E = D), то на адресуемом выходе дешифратора будет сигнал, эквивалентный сигналу D.

Демультиплексор можно также реализовать на основе использования интегральных схем (рис. 14,д), называемых мультиплексоры-демультиплексоры. В структуру такой схемы входят дешифратор и аналоговые ключи (АК). Аналоговые ключи выполняются по КМОП-технологии и позволяют создавать схемы с двунаправленной передачей сигналов как в аналоговой, так и в цифровой форме. Ключ управляется цифровым сигналом zi, переводящим его в замкнутое состояние (zi = 1 - сопротивление ключа мало), или разомкнутое (zi = 0 - сопротивление ключа велико). Для аналоговых ключей входы и выходы неразличимы, поэтому любой вход xi может служить выходом, а любой выход yi - входом.

Мультиплексор-демультиплексор (рис. 14,д) выполняет функцию демультиплексора, если соединить все входы x = x0 =x1 = x2 =x3 и на объединенный вход x подать сигнал D, тогда выходами являются линии y0, y1, y2, y3 . Для получения мультиплексора соединяются все выходы, и объединенный выход y = y0 = y1 = y2 = y3 является выходом мультиплексора.

 

6. Синтез КС на мультиплексорах (арифметический сумматор)

 

Логическая функция, реализуемая мультиплексором (рис.14,в) с n адресными входами, по структуре полностью совпадает с СДНФ для функций n переменных (1). Из этого следует, что любую ПФ n переменных можно реализовать тривиальным прямым способом, подав переменные на адресные входы, а на входы Di - константы 0 или 1.

Более эффективен (по критерию затрат аппаратных средств) способ реализации ПФ на основе мультиплексора, когда на информационные входы Di подаются не только константы 0 и 1, но и переменные и некоторые функции от переменных, выполняемые простыми ЛЭ (рис.16). В этом случае 4-канальный мультиплексор, имеющий два адресных входа, можно использовать для реализации функции трех переменных y( x2,x1,x0 ).

В качестве примера рассмотрим синтез логической схемы одноразрядного арифметического полного сумматора на основе 4-канальных мультиплексоров. Таблица истинности сумматора приведена на рис.17,а. В таблице: ai и bi суммируемые разряды, pi-1 - перенос из (i-1)-го разряда; si - значение суммы; pi перенос из i-го в (i+1)-й разряд.

В СДНФ логическая функция переноса pi имеет вид:

 

. (12)

 

Примем в качестве адресных переменных A1, A0 соответственно переменные и перепишем уравнение (12) в виде, соответствующем логическому уравнению 4-канального мультиплексора (рис.14,в)

 

. (13)

 

Из сопоставления уравнения (13) и уравнения 4-канального мультиплексора (рис.14,в) следует: D0 = 0, D1 = pi-1, D2 = pi-1, D3 = () = 1.

Проще и нагляднее получаются функции входов мультиплексора при использовании карт Карно. При сдела

s