Схемотехника цифровых ИС. Клюкин В.И - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

12
&
&
&
A B
1
P
S
1) по логическому (словесному) описанию решаемой задачи строится таблица
истинности со всеми возможными комбинациями входных и соответствующими
значениями выходных переменных;
2) с помощью карт минтермов проводится минимизация выходных логиче-
ских функций ;
3) на основе выбранной (функционально полной ) элементной базы реализу -
ется структурная , а затем и принципиальная схема проектируемого устройства.
Пример построения одноразрядного комбинационного полусумматора,
осуществляющего сложение двух двоичных цифр A и B с образованием суммы S
и переноса P в следующий разряд , отражен на рис. 2.1, где приведены таблица
истинности (а), схемное обозначение (б) и структурная схема (в) полусумматора
в элементной базе И , ИЛИ, НЕ.
а) в)
Слагаемое А
Слагаемое В
S P
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
б)
=
=+=
AB.P
B;ABABAS
Рис. 2.1. Построение структурной схемы одноразрядного
комбинационного полусумматора
2.1. Преобразование числовой информации
Поскольку ЛЭ реализуют только два устойчивых состояния, любая обрабатывае -
мая ими информация должна быть представлена в бинарной форме. Схемы , пре -
образующие информацию к двоичному виду, называют шифраторами (кодера-
ми), для обратных преобразований служат дешифраторы ( декодеры ), переходы
между различными двоичными представлениями осуществляют преобразова-
тели кодов. Простейшими кодами для записи цифровой информации являются
четырехэлементные коды , каждое слово которых содержит четыре двоичных
цифры . Общее число всех возможных четырехэлементных кодов велико (~
310
10
), однако чаще всего используют весовые, циклические и самодополняю -
щиеся коды . Некоторые из наиболее употребительных кодов для представления
десятичных цифр приведены в табл. 2.1, где БК (бинарный код ) весовой дво-
ичный код прямого замещения, код Грея равнодистантный циклический
код , код +3 (код с избытком 3) самодополняющийся код , образующийся из БК
прибавлением двоичного эквивалента 3 (0011), код Айкена самодополняю -
щийся весовой код , код 2 из 5 позволяет обнаруживать все единичные ошибки ,
код Джонсона «регистровый» код .
B
P
A
HS
                                              12

    1) п ологическому(слов есному) оп исанию реш аемой з        ад ачи строится таблиц а
истинности сов семи в оз   можны ми комбинац иями в ход ны х и соотв етств ую щ ими
значениями в ы ход ны х п еременны х;
    2) с п омощ ью карт минтермов п ров од ится минимиз        ац ия в ы ход ны х логиче-
ских функц ий;
    3) на основ е в ы бранной (функц иональноп олной) э лементной баз          ы реализу-
ется структурная, аз  атем и п ринц ип иальная схемап роектируемогоустройств а.
       П ример п остроения од нораз        ряд ного комбинац ионного п олусумматора,
осущ еств ляю щ егосложение д в ух д в оичны х ц ифр A и B с образ     ов анием суммы S
и п ереноса P в след ую щ ий раз     ряд , отражен нарис. 2.1, гд е п рив ед ены таблиц а
истинности (а), схемное обоз      начение (б) и структурная схема(в ) п олусумматора
в элементной баз  еИ , И Л И , Н Е .
а)                                               в)
   Слагаемое А Слагаемое В           S      P                          &
          0             0            0      0
                                                                                   1 S
          0             1            1      0
          1             0            1      0                          &
          1             1            0      1
б)
  A     HS                                                           &
              S        S = AB + AB = A ⊕ B;                                      P
                       
              P        P = AB.
  B                                                A     B

             Рис. 2.1. П остроение структурной схемы од нораз
                                                            ряд ного
                             комбинац ионногоп олусумматора

                        2.1. П ре образ ов ани е чи сл ов ой и нформаци и
П осколькуЛ Э реализ    ую т толькод в аустойчив ы х состояния, лю бая обрабаты в ае-
мая ими информац ия д олжнабы ть п ред став ленав бинарной форме. Схемы , п ре-
образ  ую щ ие информац ию к д в оичномув ид у, наз       ы в аю т ш ифраторами (код ера-
ми), д ля обратны х п реобраз  ов аний служат де ш ифраторы (д екод еры ), п ереход ы
межд у раз  личны ми д в оичны ми п ред став лениями осущ еств ляю т пре образова-
тели кодов. П ростейш ими код ами д ля з       ап иси ц ифров ой информац ии яв ляю тся
четы рехэлементны е код ы , кажд ое слов о которы х сод ержит четы ре д в оичны х
ц ифры . О бщ ее число в сех в оз   можны х четы рехэлементны х код ов в елико (~
     10
3⋅10 ), од накочащ е в сегоисп ольз     ую т в есов ы е, ц иклические и самод оп олняю -
щ иеся код ы . Н екоторы е изнаиболее уп отребительны х код ов д ля п ред став ления
д есятичны х ц ифр п рив ед ены в табл. 2.1, гд е БК (бинарны й код ) – в есов ой д в о-
ичны й код п рямого з      амещ ения, код Грея – рав нод истантны й ц иклический
код , код +3 (код с из бы тком 3) – самод оп олняю щ ийся код , образ     ую щ ийся изБК
п рибав лением д в оичного экв ив алента 3 (0011), код А йкена – самод оп олняю -
щ ийся в есов ой код , код 2 из5 – п оз в оляетобнаружив ать в се ед иничны е ош ибки,
код Д жонсона– «регистров ы й» код .