Układy kombinacyjne

Układy kombinacyjne 2/12 Pojęcie układu kombinacyjnego Wykorzystanie bramek logicznych Minimalizacja układów kombinacyjnych

Układy kombinacyjne 3/12 Układy kombinacyjne Są to układy logiczne, w których stan ich wyjść jest wyłącznie funkcją bieżącego stanu wejść. W ogólnym przypadku układ kombinacyjny może mieć n wejść i m wyjść: Y = F(X) , F = {f1,f2,...,fm} Oczywiście w rzeczywistych realizacjach układów cyfrowych występują niezerowe czasy opóźnienia reakcji na zmianę sygnału wejściowego, zwane czasem propagacji. x1 x2 : xn y1 y2 ym

Metody opisu układu kombinacyjnego Układy kombinacyjne 4/12 Metody opisu układu kombinacyjnego Takie same jak funkcji logicznych: Opis słowny Tablica prawdy Wyrażenie logiczne Zapis symboliczny

Wykorzystanie bramek logicznych 5/12 dla KPS: f1 = [1, 3, 4, 6, 7]

Wykorzystanie bramek logicznych 6/12 albo dla KPS: f1 = [1, 3, 4, 6, 7]

Wykorzystanie bramek logicznych 7/12 dla KPI: f1 = [0, 2, 5]

Wykorzystanie bramek logicznych 8/12 albo dla KPI: f1 = [0, 2, 5]

Wykorzystanie bramek logicznych 9/12 Inne przykłady:

Wykorzystanie bramek logicznych 10/12

Minimalizacja funkcji logicznych 11/12 Przy bardziej złożonych funkcjach logicznych użycie wprost zapisów KPS i KPI do realizacji układu prowadzi do rozbudowanych układów cyfrowych. Dlatego dąży się do minimalizacji funkcji logicznych, polegającej na zmniejszeniu liczby operatorów i zmiennych potrzebnych do ich zapisu. Dzięki temu potrzeba mniejszej liczby bramek logicznych i mniejszej sieci połączeń między nimi. To z kolei pozwala uzyskać układ cyfrowy: zajmujący mniej miejsca; zużywający mniej energii podczas pracy; bardziej niezawodny; tańszy w produkcji i eksploatacji.

Minimalizacja funkcji logicznych 12/12 Zmniejszenie liczby zmiennych i operatorów w wyrażeniu opisującym funkcję logiczną można osiągnąć poprzez odpowiednie przekształcenia tegoż wyrażenia. Pomocne są przy tym właściwości algebry Boole'a podane wcześniej. Spośród metod przydatnych przy "ręcznym" projektowaniu układów cyfrowych należy wymienić: metodę przekształceń algebraicznych; metodę tablic Karnaugh'a; metodę Quine'a-McCluskey'a. (  skrypt PB: “Podstawy techniki cyfrowej”)