Комбинационные логические устройства, особенности их построения

Классификация логических устройств

Логические элементы

Различают комбинационные схемы и цифровые автоматы. В комбинационных схемах состояние на выходе в данный момент времени однозначно определяется состояниями на входах в тот же момент времени. Комбинационными схемами, например, являются логические элементы И, ИЛИ, НЕ и их комбинации. В цифровом автомате состояние на выходе определяется не только состояниями на входах в данный момент времени, но и предыдущим состоянием системы. К цифровым автоматам относятся триггеры.

Логическими элементами называются элементы, выполняющие логические операции И, ИЛИ, НЕ и комбинации этих операций. Указанные логические операции можно реализовать с помощью контактно-релейных схем и с помощью электронных схем. В настоящее время в подавляющем большинстве применяется электронные логические элементы, причем электронные логические элементы входят в состав микросхем. Имея в распоряжении логические элементы И, ИЛИ, НЕ, можно сконструировать цифровое электронное устройство любой сложности. Электронная часть любого компьютера состоит из логических элементов.

Классификация логических устройств. Логические устройства могут быть классифицированы по различным признакам.Так, в общем случае на входе логического устройства действуют n, а на выходе - m переменных, т.е присутствуют соответственно n — и m -разрядные коды. Поэтому логические устройства могут быть классифицированы по способу ввода-вывода переменных (информации). С этой точки зрения они подразделяются на последовательные, параллельные и последовательно-параллельные (смешанные)

Последовательные устройства — это устройства, в которых входные переменные подаются на вход, а выходные переменные снимаются с выхода не одновременно, а последовательно, разряд за разрядом.

Параллельные устройства — в которых все разряды входных переменных подаются на вход, и все разряды выходных переменных снимаются с выхода одновременно.

В последовательно-параллельных устройствах входные и выходные переменные представлены в различных формах. Либо на переменные вход переменные подаются последовательно символ за символом, а с выхода они снимаются одновременно, либо наоборот.

По принципу действия все логические устройства делятся на два класса: комбинационные;последовательностные.

Комбинационными устройствами или автоматами без памяти называют логические устройства, выходные сигналы которых однозначно определяются только действующей в настоящий момент на входе комбинацией переменных и не зависят от значений переменных, действовавших на входе ранее.

Последовательностными устройствами, или автоматами с памятью, называют логические устройства, выходные сигналы которых определяются не только действующей в настоящий момент на входе комбинацией переменных, но и всей последовательностью входных переменных, действовавших в предыдущие моменты времени. Этот тип устройств часто называют цифровыми автоматами.

Комбинационнымиустройствами или автоматами без памяти называют логические устройства, выходные сигналы которых однозначно определяются только действующей в настоящий момент на входе комбинацией переменных и не зависят от значений переменных, действовавших на входе ранее.

Комбинационная логика используется в вычислительных цепях для формирования входных сигналов и для подготовки данных, которые подлежат сохранению. На практике вычислительные устройства обычно сочетают комбинационную и секвенциальную логику. Например, компьютерное Арифметическое Логическое Устройство (АЛУ) для математических вычислений содержит комбинационные узлы. Математику комбинационной логики обеспечивает Булева алгебра. Базовыми операциями являются: конъюнкция , дизъюнкция и отрицание (инверсия) или . В комбинационных схемах используются логические элементы: конъюнктор (И), дизъюнктор (ИЛИ), инвертор (НЕ), а также производные элементы: И-НЕ, ИЛИ-НЕ и «Равнозначность». Наиболее известные комбинационные устройства — это сумматор, полусумматор, шифратор, дешифратор, мультиплексор и демультиплексор. Все они выполняют простейшие двоичные, троичные или n-ичные логические функции.

Дата добавления: 2015-05-06