На першому етапі як підсумок структурного та алгоритмічного проектування пристрою складається його математична модель у вигляді таблиці відповідності, таблиці або діаграми термів, графа переходів, логічної функції тощо. Вихідною математичною моделлю для певного кола типів пристроїв можна вважати ДДНФ або ДКНФ логічної функції, до яких легко перейти від будь-якої форми задання функціонування пристрою.
Другий етап проектування полягає в синтезі шуканої логічної функції в коротшій формі методом перетворень за допомогою діаграм термів (методом Вайча-Карно) або формалізованими алгебричними методами.
І, нарешті, на третьому етапі вирішується завдання перетворень МДНФ (МКНФ) із застосуванням способів схемної мінімізації до функції в будь-якій формі, зокрема, мішаній, зручній для побудови пристрою з урахуванням вибраної елементної бази. Здобуту таким чином формулу часто називають структурною логічною функцією, а цей етап – її схемною реалізацією.
Таким чином, логічне проектування полягає в здобутті структурної функції, яка відображає логічну схему, здатну забезпечити заданий алгоритм функціонування пристрою за мінімуму обладнання.
2.4.2. Методика проектування логічних схем
Залежно від компонентів, на яких реалізується логічна схема, розрізняють логічне моделювання на різних рівнях. Тут ми розглядаємо проектування на рівні логічних елементів (вентильному рівні), тобто на ІС малого ступеня інтеграції. Крім того, обмежуємося поки що лише схемами без зворотних зв'язків, хоч основні принципи проектування застосовуються для будь-яких схем. Вважатимемо також, що логічному проектуванню передує як визначення в будь-якій формі функціонування проектованого пристрою, так і вибір елементної бази з урахуванням технічних характеристик пристрою та його компонентів. Методику логічного проектування розглянемо окремо для схем з одним виходом та з кількома виходами.
1. Схеми з одним виходом.Припустімо, задано реалізувати частково визначену функцію y1 (рис. 2.15,а) в елементному базисі І-НЕ. Проектування доцільно виконувати в такому порядку.
а) За таблицею відповідності для функції y1 будуємо діаграму термів (на рис.2.15,б компактно подано шість діаграм), до якої вносимо тільки нулі та одиниці, тоді порожнім клітинкам відповідатимуть факультативні значення Х.
б) Мінімізуємо логічну функцію, застосовуючи, щомога, прийоми спрощення (п.2.3.2). У прикладі, по-перше, для утворення найкращих об'єднань довизначаємо клітинку з кодом i=12 нулем, а всі інші порожні клітинки – одиницями (колонка довизначеної функції відображена в таблиці в дужках). По-друге, застосовуємо редукцію, вважаючи спочатку клітинки і=14, 15 одиничними, а відтак, коригуємо функцію вилученням цих клітинок
(2.26)
Інший шлях спрощення полягає у виборі з-поміж мінімальних форм такої, яка має меншу складність реалізації та в якій інверсії змінних, по змозі, зосереджені в окремих термах, а не розподілені між ними. У нашому випадку такою є МКНФ, яку отримуємо за сполуками нулів
(2.27)
і яка зводиться до (2.26).
в) Шляхом тотожних перетворень здійснюємо подальше спрощення та перехід до структурної функції з урахуванням елементної бази. У прикладі розкриттям дужок переходимо від КФ (2.26) до ДФ, а відтак – до базису І-НЕ:
(2.28)
де 
г) За отриманою структурною функцією будуємо схему (на рис. 2.15,в частина схеми по виходу y1) та оцінюємо ефективність і, отже, доцільність виконаного її спрощення порівнянням складності, що за (2.28) становить q=4/9 проти 6/10 за первісним по мінімізації виразом без застосування редукції.
д) Визначаємо основні параметри (п.2.4.3): швидкодію, яка в прикладі через триступеневу реалізацію оцінюється затримкою tу=3tз.п; максимальний коефіцієнт об'єднання, що становить для одного елемента m=3, а для трьох інших m=2; навантаження на джерела сигналів, яке не перевищує розгалуження на k=2 входи, інші технічні параметри (споживана потужність, напруга живлення тощо), що визначаються характеристиками елементної бази.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.