Умножитель по модулю девять. Выбор элементной базы. Факторизация системы логических уравнений. Разработка принципиальной схемы синтезируемого устройства. Расчет основных параметров устройства (время переключения, потребляемая мощность, время наработки на отказ). Моделирование работы устройства, анализ правильности функционирования

7.  Выбор элементной базы

Для оценки возможности реализации на  ИС малой степени интеграции определим максимально допустимое число логических элементов в схеме и ее допустимую глубину при реализации на ИС различных серий, исходя из требований технического задания: потребляемая мощность не более 55 мвт, а - время формирования выходного сигнала не более 100 нс:

Из всех рассмотренных ИС для реализации синтезируемого устройства оптимально подходят ИС серии КР1554. ИС остальных серий не позволяют реализовать проектируемое устройство либо из-за низкого быстродействия (ИС серий К133, КМ133, К155, КМ155, К134, 533, К555, КМ555, К561, 564, 1564), либо из-за большой потребляемой мощности (ИС серий 130, К131, 530, 531, 100, К500, К1500, К650).

Проверим возможность использования указанной серии ИС по условиям эксплуатации:

Сравнение приведенных характеристик с заданными в ТЗ условиями эксплуатации проектируемого устройства показывает, что выбранная серия ИС может быть использована для его реализации с некоторым условием (работы в диапазоне предельных температур), так как другие серии ИС, подходящие по всем условиям эксплуатации не представляют конкуренции из-за низкого быстродействия или слишком высокого энергопотребления.

8.  Факторизация системы логических уравнений

Факторизация системы уравнений, полученных методом минимизации.

Можно выделить следующие непересекающиеся конъюнктивные факторы, имеющие наибольшее качество и один дизъюктивный:

Получим следующее представление:

)

Суммарная сложность системы с учетом совместной реализации составляет  108 операторов И, ИЛИ, НЕ.

Факторизация системы уравнений, полученных методом декомпозиции.

Можно выделить следующие конъюнктивные и дизъюнктивные факторы:

Проведя факторизацию получим следующие представления системы ФАЛ:

Суммарная сложность системы с учетом совместной реализации составляет  94 оператора И, ИЛИ, НЕ.

Для дальнейшей реализации выбираем систему ФАЛ реализованную методом декомпозиции с последующей факторизации в силу меньшей суммарной сложности.

9.  Разработка принципиальной схемы  синтезируемого устройства

Быстродействие и энергопотребление логических элементов с прямыми и инверсными выходами различается, что делает предпочтительной реализацию на элементах с лучшими показателями. Рассмотрим параметры элементов выбранной серии КР1533: