Элементы цифровой схемотехники

Комбинационные схемы, сумматоры и умножители

Цифровая схемотехника существенно отличается от аналоговой. При распространении логических сигналов по цифровой схеме они не затухают. На них до определенного предела не воздействуют шумы и помехи. Это является несомненным преимуществом цифровой схемотехники. В результате возникло большое количество видов цифровых микросхем. Все цифровые устройства разделяются на две большие группы: комбинационные схемы и последовательностные.

Комбинационные схемы — это устройства без памяти. Выходные сигналы этого вида цифровых схем зависят только от текущей комбинации входных логических сигналов, как это показано на рисунке 6.1, и не зависят от их предыдущих значений.

Функциональная схема цифрового комбинационного устройства

Рисунок 6.1. Функциональная схема цифрового комбинационного устройства

Схема, приведенная на рисунке 1, показывает, что на вход подается М сигналов, а на выходе из них формируется К выходных сигналов. При этом во внутренней схеме не должно быть обратных связей, как это показано на рисунке 6.2.

Пример реализации комбинационного устройства на логических элементах

Рисунок 6.2. Пример реализации комбинационного устройства на логических элементах

При проектировании цифрового комбинационного устройства исходное задание обычно описывается при помощи таблицы истинности. По ней с использованием метода СДНФ или СКИФ записываются логические выражения для выходного сигнала. Затем проводится минимизация этих выражений и составляется принципиальная схема разрабатываемого устройства.

В настоящее время проектирование цифровой схемы производится на одном из языков программирования схем (AHDL, VHDL или verilog). Например, схема "исключающее ИЛИ" на языке программирования verilog будет выглядеть следующим образом:

Листинг 1. Модуль исключающего ИЛИ

module ExclusiveOR(xl,х2,f);

input xl,x2;

output f;

assign f = ( xl & ~x2 ) | ( ~xl & x2 ) ;

endmodule

Наиболее распространенными комбинационными устройствами являются дешифраторы, шифраторы, семисегментные дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры, арифметические сумматоры и арифметико-логические устройства (АЛУ).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >