2020-01-14
96
Для синтеза блока контроля ошибочных комбинаций на логических элементах составим таблицу истинности (табл. 2.3), в которой выходная функция Yо приравнивается к значению «лог. 0» на предусмотренных заданием наборах выходных переменных генератора кодов X3..X0, и значение «лог. 1» на незапланированных наборах. Далее заполним карту Карно для функции Yо, и запишем саму функцию, затем реализуем ее на схеме.
Таблица 2.3
| X3 | X2 | X1 | X0 | Yо |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Составим карту Карно и уравнение для Yо:
| X1X0 | ||||
| X3X2 | 00 | 01 | 11 | 10 | |
| 00 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 01 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 11 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 10 | 0 | 1 | 1 | 0 |
 |
Рис. 2.4. Комбинационная схема блока контроля ошибочных комбинаций на логических элементах
Синтез блока контроля ошибочных комбинаций на мультиплексорах
Для построения блока контроля ошибочных комбинаций на мультиплексоре необходимо в таблицу 3 добавить два дополнительных столбца: номер информационного входа мультиплексора и информация на этом входе. Измененная таблица представлена в таб. 2.4.
|
|
|
Таблица 2.4
| X3 | X2 | X1 | X0 | Yо | № входа | информация |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | D0 | X0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | D1 | X0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | D2 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | ||
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | D3 | X0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | D4 | X0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | D5 | X0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | ||
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | D6 | X0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | D7 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Рис. 2.5. Блок контроля ошибочных комбинаций на мультиплексорах
Синтез блока контроля заданных комбинаций на логических элементах
Для синтеза блока контроля заданных комбинаций на логических элементах, в которой выходная функция Yз приравнивается к значению «лог. 1» на заданной выходной комбинации переменных генератора кодов X3X2X1X0-0101, и значение «лог. 0» на всех остальных наборах. Далее запишем саму функцию, затем реализуем ее на схеме.
Рис. 2.6. Блок контроля заданной комбинации на логических элементах
Синтез блока контроля заданных комбинаций на мультиплексорах
Для построения блока контроля заданных комбинаций на мультиплексоре необходимо в таблицу истинности напротив заданной комбинации в столбце функции поставить «1», а остальные – «0», полученная таблица представлена в таб. 2.5.
Таблица 2.5
| X3 | X2 | X1 | X0 | Yз | № входа | информация | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | D0 | 0 | ||
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | D1 | 0 | ||
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | ||||
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | D2 | X0 | ||
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | D3 | 0 | ||
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | ||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | D4
| 0 | ||
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | D5 | 0 | ||
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | ||||
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | D6 | 0 | ||
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | D7 | 0 | ||
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Рис. 2.7. Блок контроля заданной комбинации на мультиплексорах
Сравнительный анализ и выбор оптимального варианта функциональной схемы
Критерием оптимизации при выборе варианта схемы проектируемого устройства согласно заданию выступает минимум затрат аппаратуры. Для того, чтобы сравнить рассмотренные выше варианты реализации схемы по этому критерию, составим сводную таблицу потребного количества корпусов микросхем для каждого блока, для составления таблицы условно принято, что в одном корпусе микросхемы может содержаться несколько логических элементов, один функциональный четырехразрядный узел (к примеру, мультиплексор). Полученная таблица представлена ниже (таб. 2.6).
Таблица 2.6
| Блок | Вариант | Элемент | Количество элементов | Количество корпусов ИС |
| Генератор кодов | Счетчик + комбинационная схема на логических элементах | Счетчик СТ10 | 1 | 1 |
| НЕ | 3 | 1 | ||
| И(2вх) | 6 | 2 | ||
| И(3вх) | 2 | 1 | ||
| ИЛИ(2вх) | 1 | 1 | ||
| ИЛИ(3вх) | 2 | 1 | ||
| ИЛИ(4вх) | 1 | 1 | ||
| Итого | 8 | |||
| Счетчик + комбинационная схема на мультиплексорах | Счетчик СТ10 | 1 | 1 | |
| НЕ | 1 | 1 | ||
| MUX | 4 | 4 | ||
| Итого | 6 | |||
| Блок контроля ошибочных комбинаций | На логических элементах | НЕ | 3 | 1 |
| И(2вх) | 3 | 1 | ||
| ИЛИ(3вх) | 1 | 1 | ||
| Итого | 3 | |||
| На мультиплексорах | MUX | 1 | 1 | |
| Итого | 1 | |||
| Блок контроля заданных комбинаций | На логических элементах | НЕ | 2 | 1 |
| И(4вх) | 1 | 1 | ||
| Итого | 2 | |||
| На мультиплексорах | MUX | 1 | 1 | |
| Итого | 1 |
Проанализировав полученную таблицу можно сделать вывод, что генератор кодов, блок контроля ошибочных комбинаций и блок контроля заданных комбинаций целесообразнее проектировать на мультиплексорах, так как это приведет к минимуму аппаратных затрат.
