Читальный зал -->  База цифровых устройств 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176

описывались бы задержки статистическими характеристиками, но они, как правило, неизвестны.

Если даны только максимальные задержки, то теряется возможность ср;шнивать времена прохождения сигналов в разных пенях (в любой цепи задержка может быть сколь угодгю малой), а это затрудняет оценку работоспособности схем и может вынудить принять не лучшие схемотехнические решения. Дли испей из элементов с независимыми задержками отношение tj , aj/tj ,j равно обычно 2...3, для элементов одного кристалла между задержками элементов возникает сильная корреляция, и отношение, tjmoxAj.min может су-шественно снижаться.

В состав ЦУ, как П1>авило. входят типовые функциональные узлы и некоторое количество логических схем, специфичных для данного конкретного проекта (как иногда говорят - произвольной логики) Проектирование произвольной логики комбинационного пиша производится по этапам.

Прежде всего, задается характер функционирования КЦ Это может быть сделано различными способами, чаше всего пользуются таблицами функционирования (таблицами истинности), задающими значение искомых функций на всех наборах аргументов. От таблицы легко перейти к СЛНФ искомых функций (СДНФ - совершенная дизъюнктивная нормальная форма, т е. дизъюнкция конъюнктивных членов одинаковой размерности). Для этого составляют логическую сумму тех наборов аргументов, на которых фунющя принимает единичное значение.

Например, для полтежащей воспроизведению функции четырех аргумеиюв, заданной табл. 2.1, получим

Таблица 2.1

F=X,X2X3X4\/Xi2X3X4VXiX2X3X4VJ<iX2X3X4\/tX2X3X4VxiX2X3X4\/XX23V<lX2X3X4.

Дальнейшие действия зависят от средств реализации функций, к которым в современной схемсггехнике относятся:

1. Логические блоки табличного типа (LUTs, Look-Up Tables).

2. Логические блоки в виле последовательности матриц элементов И и ИЛИ (PLA, Programmable Logic Array; PAL, Programmable Array Logic).

3. Универсальные логические блоки на основе мультиплексоров.

4. Логические блоки, собираемые из логических элементов некоторого базиса (SLC, Small Logic Cells).

Eaii КЦ будет реализована на основе логических блоков табличного тина, то СДИФ явится окончательным выражением функции, и никаких дальнейтдих преобразований этой формы не потребуется. Дело в том, что табличный блок представляет собою память, в которой имеется столько ячеек, сколько необходимо для хранения всех значений функций, т. е. 2 \ где пт число аргументов функции Набор аргументов является адресом той ячейки, в которой хранится значение функции на этом наборе (О или I). СДНФ как раз и содержит все адреса, по которым нужно хранить единичные значения функции. Если искомая функция выражена в какой-либо сокрашенной форме, то следует перевести ее в СДНФ. Для этого конъюнктивные члены, не содержащие переменной Xi, умножаются на равную единице дизъюнктшю Например,

Р(Х]Х2Хз) =x,VX2X3= X(x2VX2)(X3V X3)Vl2S3{x,yX]) = = ХХ2Хз\/Х1Х2Хз\/,Х2Хз\/<]Х2Хз\/Х[Х2Хз\/х,Х2Хз.

Блок памяти для воспроизведения функции пт переменных имеет вид рис. 2.3, а. Если требуется воспроизвести п функций, то в каждой ячейке нужно будет хранить п бит (по одному биту для каждой функции), и блок памяти будет организован, как показано на рис. 2.3, б.

Память		Память

Рис. 2.3. Блоки памяти для воспроизведении одной (а) и нескольких (б) логических функций

Если размерность блоков табличного типа такова, что не позволяет получить искомую функцию с помощью одного блока, т е число входов блока памяти меньше числа аргументов функций, то появляется необходимость решения сложной залечи выражения искомой функции через подфункции с меньшим числом аргументов

Если данный проект реализуется на логических блоках, в виде последовательно включенных матриц элементов И и ИЛИ либо их эквивалента в другом базисе, то исходную СДНФ можно минимизировать, если, конечно.

возникает такая необхолимоеть. Логические блоки с матрицами И и ИЛИ воспроизводят системы переключательных функций и имеют параметры: число входов, выходов и термов. Число входов (аргументов воспроизводимых функций) и число выходов (самих функций) от формы выражения функций не зависят и предопределены заданием. Число термов (имеются в виду конъюнктивные гермы) зависит от формы представления функций системы. Если число термов при данной форме представления функций превышает возможности логического блока, то возникает вопрос о минимизации функций. Целью минимизации будет сокращение числа конъюнштшиых термов в данной системе функций, т. е. поиск кратчайших дизъюнктивных форм. Практически это сводится к поиску минимальных форм дизъюнктивных нормальных форм (ДНФ), о чем говорится далее, и о!бору среди них вариантов с достаточно малым числом термов.

Как только находится форма с достаточно малым числом термов, поиск других форм .можно прекратить, т. к. дальнейшее уменьшение числа mep.itoe системы эффекта не даст: сложность аппаратных средств воспроизведения системы уже не уменьшится. Разумеется, речь идет о реализациях на уже выбранных средствах, а не о том, что могут быть применены иные логические блоки - того же типа, но иной размерности.

Логические б.тки на основе мультиплексоров рассмотрены в §2.5 nocie озпа-кошения с ca.wmu ИС мультиплексоров.

Синтез КЦ на логических блоках типа SLC, т. е. на вентильном уровне, является самым традиционным и изученным (термином вентиль называют базовые логические ячейки, выполняющие простейшие операции, для многих ИС эту роль играют элементы И-НЕ с двумя-тремя входами).

В этом варианте проектирование КЦ содержит следующие этапы

□ минимизацию логических функций;

П переход к заданному логическому базису.

МшшАшзация в широком смысле слова - такт преобразование логических функ-щш, которое упрощает ш в смысле заданного критерия. Исгорически первым бььта стремление минимизировать число логических элементов в схеме (элементы были наиболее дорогими компонентами устройств), что приводит к критерию сложности схемы в виде числа букв в ревизуемых выражениях. Этот критерий учитывается так называемой ценой по Квайну - суммарным числом входов всех логических элеменгов схемы Для минимизации гю этому критерию разработано несколько методов, в их числе как аналитические, основанные на преобразованиях математических выражений, так и графические, основанные на применении специальных карт (карт Карно, диафамм Вейча), удобных в использовании, если число аргументов функции не превышжт 6.

С переходом на ИС и ростом уровня их интеграции критерием аппаратной сложности ЦУ стала площадь, затрачиваемая на их pa3AfeuteHue. При этом для

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.