Структура и элементная база цифровых систем. Реализуемая логическая функция. Нагрузочная способность, страница 9

1. выбор элементной базы и способа реализации. Выбор элементной базы определяется требованиями, предъявляемыми к электрическим параметрам узла (быстродействию, потребляемой мощности, помехоустойчивости и т. д.). Способ реализации предполагает либо использование уже существующей элементной базы, либо разработку новых элементов на базе существующих функциональных библиотек для проектирования  БИС или СБИС. Элементная база и способ реализации могут быть заданы в техническом задании.

2. минимизация заданной функции. Она  выполняется с помощью одного из  методов Булевой алгебры ( карты Карно, Вейча и др.). В результате для заданной функции получается одно или несколько минимизированных выражений. Чаще всего это выражение в дизъюнктивной нормальной форме (МДНФ). Например, F=AB V BC V CD.

3. Преобразование полученной МДНФ.

МДНФ представляется в виде комбинаций операций, выполняемых базовыми элементами, на которых будет реализовано проектируемое устройство. Чаще всего базовые элементы реализуют функции И-НЕ, ИЛИ - НЕ, И-ИЛИ-НЕ.

При реализации на элементах И-НЕ полученная МДНФ преобразуется  в конъюнкцию инверсий импликант. Например,                 _________________     ___________________        

_________________     ___     _____       _____                                            

_          _ _     _     _      _           _ _     _      _     _             _ _         _     _

F=BD + ACD + ABCD =  BD + ACD + ABCD = (BD) *( ACD) * ( ABCD)

                                             не                                  и-не    

                  A

                                                                                                                                

 

                                                                                                                    и-не                       

B                       не                                   и-не                                     F не

C                                                              и-не не

D

    Для реализации функции на элементах  ИЛИ-НЕ  используется инверсная  МДНФ.                        

                                                  ______     _____        _____

_                 _      _               _    _        _       

F = AC + AD + BC = (A + C) + (A + D) + (B + C)                                                                                                            

                                            или                         A                 не                           или-    не

C    

D                  или-                       или-                     илине                           не                         не                      F

B                 или-                       илине                           не  

При реализации функции на элементах  типа И- ИЛИ -НЕ также используется МДНФ.

________________

_                     _

F= A*C + A*D + B*C

                           A                         и или-не

                            _

                           C

                                                       и

F    

                            D

 

                                                       и

                            B                                               

4. Синтез электрической схем

Логические  элементы полученной схемы заменяются  их эквивалентами из реально существующих серийных базовых элементов или из функциональных библиотек  заказных  БИС.

Подбираются элементы, имеющие необходимое число входов и допустимую нагрузку.

Например, серия 133 содержит такие элементы:

133ЛА8 - два 4-входовых элемента И-НЕ;

133ЛА4 - три 3-входовых элемента И-НЕ;

133ЛА6 - четыре 2-входовых элемента И-НЕ;

133ЛН1 - шесть элементов НЕ   и так далее.