Схемотехника цифровых ИС. Клюкин В.И - 14 стр.

UptoLike

Составители: 

14
ми случаями преобразователей кодов , общее правило построения этих цифровых
устройств звучит так: синтез преобразователей кодов осуществляется согласно
таблице истинности , в которой разряды исходного кода являются независимыми
переменными, а разряды конечного кода логическими функциями этих пере -
менных. Очевидно, что таблицы истинности для взаимного преобразования рас -
смотренных числовых кодов (десятичного, БК, Грея , +3, Айкена, 2 из 5, Джонсо-
на) нетрудно получить из табл. 2.1. Пример построения структурной схемы шиф-
ратора десятичных цифр в БК приведен на рис. 2.2, а синтез преобразователя БК
в код Грея на рис. 2.3.
Передача и обработка информации сопровождаются ошибками, возни-
кающими изза действия помех . Одним из простейших способов обнаружения
ошибок является использование избыточных комбинаций . Например, формируя
функцию ошибок ƒ
0
БК как сумму избыточных минтермов ƒ
0
= A
0
B
0
+ A
0
C
0
=
A
0
(B
0
+ C
0
), можно с помощью простой дополнительной структуры обнаружите -
ля (рис. 2.4) частично фиксировать ошибки в работе старших разрядов . Обнару-
жение всех единичных сбоев при обработке числовой информации возможно
только при использовании 5разрядных кодов (код 2 из 5), исправление единич-
ных ошибок , как и обнаружение двойных ошибок , требуют дальнейшего увели -
чения степеней свободы , т. е. разрядности кодов . Например, обнаружение и ис-
правление всех двойных ошибок возможно только при использовании восьми-
разрядного кода [9].
Наконец , несколько слов о дешифраторах . Полным nразрядным дешифра-
тором называется логическая структура kтипа, реализующая все минтермы ƒ
i
n
входных переменных, т. е. устройство с системой выходных функций
,X X . . . X X =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
;X X . . . X X =
;X X . . . X X =
012n1n
12
0
12n1n
1
012n1n
0
n
−−
−−
−−
f
f
f
, (2.1)
реализуемых на основе операции логического умножения. Обычно полный де-
шифратор имеет 2n входов (переменные + их инверсии) и 2
n
(минтермы ) выхо-
дов (рис. 2.5а). В соответствии с методом построения различают дешифраторы
( ДШ) прямоугольной , пирамидальной и ступенчатой структуры . Прямоугольный
ДШ реализует систему (2.1) напрямую с помощью 2
n
nвходовых базовых ЛЭ
«И», т. е. требует для своего построения как минимум n2
n
активных компонен-
тов , например, 8 диодов для ДШ с n = 2 (рис. 2.5б). Меньшего числа активных
компонентов требуют структуры пирамидального (рис. 2.5в) и ступенчатого (рис.
2.5г) ДШ (2
n+2
и 2
n+1
соответственно), использующие для своего построения ЛЭ
«И» только с двумя входами.
                                                           14

ми случаями п реобраз                          ов ателей код ов , общ ее п рав илоп остроения э тих ц ифров ы х
устройств з          в учит так: синтезп реобраз                     ов ателей код ов осущ еств ляется согласно
таблиц е истинности, в которой раз                           ряд ы исход ногокод аяв ляю тся нез     ав исимы ми
п еременны ми, а раз                      ряд ы конечногокод а – логическими функц иями этих п ере-
менны х. О чев ид но, чтотаблиц ы истинности д ля в з                            аимногоп реобраз    ов ания рас-
смотренны х числов ы х код ов (д есятичного, БК , Грея, +3, А йкена, 2 из5, Д жонсо-
на) нетруд ноп олучить изтабл. 2.1. П ример п остроения структурной схемы ш иф-
раторад есятичны х ц ифр в БК п рив ед ен нарис. 2.2, асинтезп реобраз                               ов ателя БК
в код Грея – нарис. 2.3.
        П еред ача и обработка информац ии соп ров ожд аю тся ош ибками, в оз                                  ни-
каю щ ими из           –з    а д ейств ия п омех. О д ним изп ростейш их сп особов обнаружения
ош ибок яв ляется исп ольз                         ов ание избы точны х комбинац ий. Н ап ример, формируя
функц ию ош ибок ƒ0 БК как суммуиз                                  бы точны х минтермов ƒ0 = A0B0 + A0C0 =
A0(B0 + C0), можнос п омощ ью п ростой д оп олнительной структуры обнаружите-
ля (рис. 2.4) частичнофиксиров ать ош ибки в работе старш их раз                                 ряд ов . О бнару-
жение в сех ед иничны х сбоев п ри обработке числов ой информац ии в оз                                     можно
толькоп ри исп ольз                      ов ании 5–раз    ряд ны х код ов (код 2 из5), исп рав ление ед инич-
ны х ош ибок, как и обнаружение д в ойны х ош ибок, требую т д альнейш егоув ели-
чения степ еней св обод ы , т. е. раз                       ряд ности код ов . Н ап ример, обнаружение и ис-
п рав ление в сех д в ойны х ош ибок в оз                        можнотолькоп ри исп ольз       ов ании в осьми-
раз ряд ногокод а[9].
        Н аконец , несколькослов од еш ифраторах. П олны м n–раз                             ряд ны м д еш ифра-
тором наз      ы в ается логическая структураk–тип а, реализ                         ую щ ая в се минтермы ƒi n
в ход ны х п еременны х, т. е. устройств ос системой в ы ход ны х функц ий
         f 0 = X n −1 X n −2 . . . X1 X 0 ;
        
         f1 = X n −1 X n −2 . . . X1 X 0 ;
                                                                 ,                                           (2.1)
        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
        
         f 2n −1 = X n −1 X n −2 . . . X1 X 0 ,
реализ уемы х на основ е оп ерац ии логическогоумножения. О бы чноп олны й д е-
ш ифратор имеет 2n в ход ов (п еременны е + их инв ерсии) и 2n (минтермы ) в ы хо-
д ов (рис. 2.5а). В соотв етств ии с метод ом п остроения раз  личаю т д еш ифраторы
(Д Ш ) п рямоугольной, п ирамид альной и ступ енчатой структуры . П рямоугольны й
Д Ш реализ   ует систему(2.1) нап рямую с п омощ ью 2n n–в ход ов ы х баз    ов ы х Л Э
                                                               n
«И », т. е. требует д ля св оегоп остроения как минимум n⋅2 актив ны х комп онен-
тов , нап ример, 8 д иод ов д ля Д Ш с n = 2 (рис. 2.5б). М еньш егочисла актив ны х
комп онентов требую тструктуры п ирамид ального(рис. 2.5в ) и ступ енчатого(рис.
2.5г) Д Ш (2n+2 и 2n+1 соотв етств енно), исп ользую щ ие д ля св оегоп остроения Л Э
«И » толькос д в умя в ход ами.