Методика проектування комбінаційних вузлів

Вихідними даними (технічним завданням) для проектування комбінаційного вузла є його функціональний опис і вимоги до основних електричних параметрів. Функціональний опис комбінаційного вузла найчастіше задається у вигляді таблиці істинності чи алгебраїчного виразу. Процес проектування складається з декількох послідовно виконуваних етапів:

- вибір елементної бази і способу реалізації;

- мінімізація поданої логічної функції;

- перетворення мінімізованої логічної функції і синтез логічної схеми;

- синтез електричної схеми;

- аналіз і оптимізація електричної схеми;

Вибір елементної бази (ТТЛ, ЕЗЛ, КМДНТЛ) визначається вимогами до електричних параметрів комбінаційного вузла: швидкодії, потужності споживання, завадозахищеності і інших. При виборі елементної бази визначається також можливий спосіб реалізації вузла: елементна реалізація на основі готових схем логічних елементів, що випускаються серійно у вигляді МІС, або входять до складу функціональних бібліотек для проектування ВІС та ЗВІС; компонентна реалізація -–шляхом розробки оригінальної схеми.

Мінімізація логічної функції виконується за допомогою одного з розглянутих раніше методів. В результаті отримують один чи декілька мінімізованих виразів найчастіше у вигляді МДНФ. Для деяких типів елементів доцільно скористатися МДНФ заперечення поданої функції.

Перетворення отриманої МДНФ виконується так, щоб отримати її уявлення у вигляді комбінації операцій, що реалізуються базовими елементами. На цьому етапі для логічних елементів застосовують спрощені позначення, показані на мал.10.1.

&

=1

а б в г

Мал.10.1. Умовні позначення логічних елементів: а) елемент 2І, б) елемент 3І-НІ, в) елемент 2АБО-НІ, г) елемент, реалізуючий Нерівнозначність.

Синтез електричної схеми здійснюється шляхом заміни елементів у отриманій логічній схемі їх схемотехнічними еквівалентами.

Аналіз синтезованої схеми виконується з метою перевірки відповідності її параметрів вимогам технічного завдання. На цьому етапі визначаються основні характеристики схеми (у першу чергу потужність споживання та затримка перемикання), а також перевіряється виконання обмежень технічного завдання на такі параметри, як завадозахищеність, коефіцієнт розгалуження, робочий діапазон температур та напруг живлення.

При елементному проектуванні параметри кожного і-го логічного елементу (потужність Р_еі, затримка t_зі, завадозахищеність U_зі та інші) відомі і вказані у відповідних каталогах. Для оцінки отриманих схемних варіантів знаходять сумарні потужність та затримку перемикання схеми:

Р_c = Р_еі, t_c = t_зі ,

де N – кількість елементів у схемі, К – кількість елементів у найдовшому шляху від входу до виходу.

При компонентному проектуванні виконують електричний аналіз синтезованої схеми.

Дата добавления: 2014-01-13