Другие предметы \ Проектирование цифровых устройств

Сумматор по модулю пять, страница 15

В результате система уравнений имеет вид:

Суммарная сложность полученного представления составляет L=25 операторов И, ИЛИ, НЕ, что на 3 оператора меньше сложности исходного представления.

Разработка принципиальной схемы синтезируемого устройства

Для выбора наиболее быстродействующей схемы проектируемого устройства или наиболее экономичной, используем системы логических уравнений, синтезированных следующими методами:

·  минимизацией;

·  факторизацией МДНФ;

·  ПМФ;

·  ПМФ с последующей факторизацией логических уравнений.

 


Схема устройства суммирования по модулю пять, синтезируемая методом минимизации.


 


Схема устройства суммирования по модулю пять, синтезированная методом минимизации с последующей факторизацией.


 


Схема устройства сложения по модулю пять, синтезированная методом ПМФ.


 


Схема устройства суммирования по модулю пять, синтезированная методом ПМФ с последующей факторизацией.


Характеристики сложности и быстродействия логических схем, синтезированных различными методами

Метод синтеза

Тип ЛЭ

Кол-во ЛЭ

Тип ИС

Кол-во ИС

Число неисп. ЛЭ

h/V

Минимизация

6*НЕ

6

ЛН1

1

-

7/10

4*2ИЛИ

3

ЛЛ1

1

1

4*2И

4

ЛИ1

1

-

3*3И

3

ЛИ3

1

-

Буф. эл.

6

ЛИ9

1

-

4*2ИЛИ-НЕ

5

ЛЕ1

2

3

4*2И-НЕ

3

ЛА3

1

1

2*4И

2

ЛИ6

1

-

3*3ИЛИ-НЕ

2

ЛЕ4

1

1

Минимизация + факторизация

6*НЕ

6

ЛН1

1

-

7/11

4*2ИЛИ

6

ЛЛ1

2

2

4*2И

9

ЛИ1

3

3

3*3И

4

ЛИ3

2

2

Буф. эл.

6

ЛИ9

1

-

4*2ИЛИ-НЕ

2

ЛЕ1

1

2

3*3ИЛИ-НЕ

2

ЛЕ4

1

-

Метод ПМФ

6*НЕ

2

ЛН1

1

4

7/11

4*2ИЛИ

6

ЛЛ1

2

2

4*2И

12

ЛИ1

3

-

3*3И

1

ЛИ3

1

2

Буф. Эл

6

ЛИ9

1

-

4*2ИЛИ-НЕ

1

ЛЕ1

1

3

3*3ИЛИ-НЕ

5

ЛЕ4

2

1

Метод ПМФ

+

факторизация

6*НЕ

2

ЛН1

1

4

6/11

4*2ИЛИ

6

ЛЛ1

2

2

4*2И

10

ЛИ1

3

2

3*3И

1

ЛИ3

1

2

Буф. Эл

6

ЛИ9

1

-

4*2ИЛИ-НЕ

1

ЛЕ1

1

3

3*3ИЛИ-НЕ

5

ЛЕ4

2

1

Примечания:

  1. h – глубина схемы, V – число ИС.
  2. Для всех приведенных логических схем требуется установка на входах шести буферных элементов, обеспечивающих формирование входных сигналов, поступающих по линиям связи.

Сравнение характеристик всех приведенных вариантов реализации проектируемого устройства показывает, что наименьшую сложность и глубину (следовательно большее быстродействие) имеет схема синтезированная методом ПМФ с последующей факторизацией.

Сложность схемы невелика, для ее реализации нужны всего одиннадцать ИС, поэтому разбиение ее на подсхемы не требуется.

В схеме синтезированной методом ПМФ с последующей факторизацией остаются незадействованными 2 элемента 2И, и 1 элемент 3И. Их целесообразно использовать для повышения контролепригодности устройства за счёт повышения его показателей наблюдаемости. Для этого необходимо вывести на разъём через свободные логические элементы, используемые в качестве инверторов, как можно большее число внутренних точек схемы. Точки целесообразно выбрать в середине наиболее длинных путей распространения  сигнала от входа к выходу схемы (в рассматриваемом случае такие точки выбираются для путей, имеющих глубину 6 элементов).

Для обеспечения помехоустойчивости по цепи питания необходимо установить развязывающие конденсаторы. Выберем для установки на плате четыре конденсатора типа К10-17-В-Н90-0,2мкФ. Они полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к проектируемому устройству по условиям эксплуатации и надёжности.

Скачать файл