Проектирование дискретного устройства на элементах малой интеграции

 

Функции возбуждения триггера для данной операции имеют следующий вид:

 

Схема цепи, реализующей данную операцию, изображена на рис. 3.6

 

рисунок 3.6

 

Данная операция реализуется по следующим формулам.

 

C>	C=	X	Qt	C´>	C´=				C´>
0	0	0	0	0	0			C=						С>	С=
0	0	0	1	0	0				1				<	0	0
0	0	1	0	0	0		1	*	*	1			=	0	1
0	0	1	1	0	0	C>	1	*	*	1	Qt		>	1	0
0	1	0	0	0	1								x	1	1
0	1	0	1	0	0				X
0	1	1	0	1	0				C´=
0	1	1	1	0	1			C=
1	0	0	0	1	0			1
1	0	0	1	1	0			*	*
1	0	1	0	1	0	C>		*	*		Qt
1	0	1	1	1	0				1
1	1	0	0	*	*				X
1	1	0	1	*	*
1	1	1	0	*	*
1	1	1	1	*	*

 

Функции переносов для данной операции имеют следующий вид:

рисунок 3.7.

3.2.8. Микрооперация преобразования в дополнительный код.

 

Преобразование в дополнительный код произведем согласно таблице.

 

t				t+1				JK3			JK2			JK1			JK0
Q3	Q2	Q1	Q0	Q3	Q2	Q1	Q0	J3	K3	J2		K2	J1		K1	J0		K0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	*	0		*	0		*	0		*
0	0	0	1	1	1	1	1	1	*	1		*	1		*	*		0
0	0	1	0	1	1	1	0	1	*	1		*	*		0	0		*
0	0	1	1	1	1	0	1	1	*	1		*	*		1	*		0
0	1	0	0	1	1	0	0	1	*	*		0	0		*	0		*
0	1	0	1	1	0	1	1	1	*	*		1	1		*	*		0
0	1	1	0	1	0	1	0	1	*	*		1	*		0	0		*
0	1	1	1	1	0	0	1	1	*	*		1	*		1	*		0
1	0	0	0	1	0	0	0	*	0	0		*	0		*	0		*
1	0	0	1	0	1	1	1	*	1	1		*	1		*	*		0
1	0	1	0	0	1	1	0	*	1	1		*	*		0	0		*
1	0	1	1	0	1	0	1	*	1	1		*	*		1	*		0
1	1	0	0	0	1	0	0	*	1	*		0	0		*	0		*
1	1	0	1	0	0	1	1	*	1	*		1	1		*	*		0
1	1	1	0	0	0	1	0	*	1	*		1	*		0	0		*
1	1	1	1	0	0	0	1	*	1	*		1	*		1	*		0

 

	Q0				J3		Q0				K3
	0	1	1	1			*	*	*	*
	1	1	1	1			*	*	*	*
	*	*	*	*			1	1	1	1
	*	*	*	*			0	1	1	1
		Q1						Q1

 

 

J₃=Q₂Ъ Q₁Ъ Q₀

K₃=Q₂Ъ Q₁Ъ Q₀

 

 

 

 

 

 

Если ввести понятие переноса, то микрооперация преобразования в дополнительный код реализуется по следующим формулам .

 

Pi	Qt	Qt+1	J	K	Pi+1		Qt		J		Qt		Pi+1
0	0	1	1	*	0	Pi	1	*	Pi		0	1
0	1	0	*	1	0		0	*			0	0
1	0	0	0	*	1
1	1	1	*	0	0		Qt		K
						Pi	*	1
							*	0

 

Функции возбуждения триггера для данной операции имеют следующий вид:

Схема цепи, реализующей данную операцию, изображена на рис. 3.8.

 

рисунок 3.8

 

3.2.9. Микрооперация свертки по модулю 2 (послед.).

 

Свертка по модулю 2 применяется для контроля кода.

Схема цепи, реализующей данную операцию, изображена на рис. 3.9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рисунок 3.9

 

 

3.3. Построение объединенных функций возбуждения.

 

Построение объединенных функций возбуждения триггеров реализуется следующим образом :

- построение  объединенной  таблицы  функционирования для каждой микрооперации и каждого установочного входа триггера ;

запись и минимизация функций возбуждения .

Таблица 3.1 является объединенной таблицей функционирования ДУ. В ней строки соответствуют микрооперациям ,а столбцы установочным входам триггеров и переносам. Для каждого   установочного входа записывается функция возбуждения.

На основании  оставленной таблицы синтезируем функции возбуждения триггеров

 

	Q3		Q2		Q1		Q0
	J3	K3	J2	K2	J1	K1	J0	K0
Запись 0	0	1	0	1	0	1	0	1
Запись слова	x3		x2		x1		x0
Сдвиг вправо	P3		P2		P1		P0
Логическая операция	0		0		0		0
Вычитание
-1 (пар.)	Z`3	Z`3	Z`2	Z`2	Z`1	Z`1	Z`0	Z`0
дополнитель-ный код	P3`	P3`	P2`	P2`	P1`	P1`	P0`	P0`

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразуем выражения к требуемому базису:

 

 

3.4. Расчет быстродействия ДУ.

 

Быстродействие дискретного  устройства следует оценивать по максимальной частоте тактовых импульсов, поступающих на синхронизирующий вход.  Максимальная частота тактовых импульсов – это максимально допустимая частота  подаваемых  в  дискретное устройство импульсов, не приводящих к нарушению его работы. В общем случае для расчета  максимальной  тактовой  частоты необходимо определить минимальные длительности тактового импульса  и паузы между тактовыми импульсами. Тогда частоту f_max можно определить по формуле :

 

Длительность такта для синхронных схем дискретного устройства определяется исходя из быстродействия используемого триггера. Длительность паузы между тактовыми  импульсами определяется временем  переходного процесса в дискретном устройстве и оценивается  максимальной  длиной функциональной цепи :

,

где – максимальная задержка сигнала на одном элементе;

        n    – число уровней функциональной цепи  (глубина КСх);

 

Вычисляем  максимальную тактовую частоту дискретного устройства :

 

 

4. Проектирование ДУ на БИС.

 

4.1. Проектирование схемы ДУ.

4.2. Карта программирования ПЗУ.