Основні положення

ВСТУП

ЛАБОРОТОРНА РОБОТА №1

АНАЛІЗ І СИНТЕЗ КОМБІНАЦІЙНИХ СХЕМ

Метою лабораторної роботи №1 єосвоєння основних етапів синтезу й створення ряду видів комбінаційних схем (КС) у вигляді розробки й моделюванню типових вузлів обчислювальних пристроїв (ОП) з використанням механізму імітаційного моделювання програми Electronics Workbench (EWB).

Основні положення

Електронні схеми в обчислювальній техніці за принципом функціонування прийнято поділяти на два типи − комбінаційні й послідовністні (цифрові автомати).

Комбінаційною називають схему з m входами й n виходами, для якої сукупність вихідних сигналів − вектор Y = у ₁ …у_n у цей момент часу повністю визначається сукупністю вхідних сигналів − вектором Х = x ₁ …x_m для цього ж моменту часу t_i і не залежить від вхідних сигналів, що діють у попередні моменти часу t_{i- 1}. Останнє зауваження відрізняє комбінаційну схему від схем з пам'яттю (послідовністних). На основі останніх реалізують цифрові автомати (ЦА), в які також входять і КС.

Задача аналізу КС зводиться до знаходження системи логічних (булевих) функцій (бажано мінімізованих), що визначають логіку роботи схеми.

Синтез є задачею, зворотною аналізові, і полягає в побудові КС за заданими умовами роботи (вони визначають кількість входів, виходів схеми, закон відповідності двійкових наборів змінних на вході/виході − сигналів).

У загальному випадку можна виділити кілька етапів синтезу:

1. Формування логічних умов роботи розглянутої схеми або вузла шляхом складання таблиці істинності (з урахуванням обраного логічного базису) для кожного з виходів комбінаційної схеми.

2. Одержання за таблицею істинності (ТІ) або на підставі використання методів мінімізації мінімальних нормальних форм у диз'юнктивній або кон’юнктивній формі (ДНФ або КНФ).

3. Перетворення мінімальних нормальних форм до виду, що відповідає обраному (або заданому, наприклад варіантом) набору логічних елементів (логічному базису, їхніх комбінацій).

4. Побудова комбінаційної схеми.

Стосовно до лабораторного практикуму перелік доповнений обов'язковим етапом дослідження (моделювання) різних КС «на робочому столі» програми EWB (на предмет перевірки правильності їхнього функціонування) за допомогою:

а) створених на основі варіантів базису (а,б,в) з бібліотеки моделей (БМ) EWB;

б) реальних цифрових інтегральних схем (ІС), що є у БМ EWB.

При виконанні ЛР по синтезу конкретної КС деякі етапи можуть бути опущені або видозмінені. Так, робота функціонального вузла може бути задана вже у формалізованому виді за допомогою системи булевих функцій і/або задана існуючим пристроєм у вигляді конкретної цифрової ІС (шифратором, дешифратором, мультиплексором, демультиплексором, суматором, ∑ mod 2, ін.).