Теоретическая часть. Цифровая схемотехника

Цифровая схемотехника.

После замечаний преподавателя замена листов не допускается. Допускается вклеивание дополнительных листов с исправлениями.

Страницы должны быть пронумерованы.

Необходимо пользоваться общепринятыми условными обозначениями величин и сокращениями названий.

Если на графике имеется несколько кривых, каждая кривая должна быть снабжена соответствующими надписями.

Библиография используемой литературы должна быть составлена в соответствии с существующими требованиями.

Текст РГЗ должен быть расположен на одной стороне
листа. На обратной (чистой) стороне листа должны выполняться исправления, если после рецензирования исправления потребуются.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баскаков С.И. Радиотехнические цени и сигналы: Учебник для вузов по спец. "Радиотехника".—2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1988. 448 с.

2. Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов.-Учебное пособие для вузов.-М.: Радио и Связь, 1990.

3. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы.-М.: Радио и связь, 1986.

4. Бизин А.Т. Введение в цифровую обработку сигналов. Учебное пособие.-Новосибирск: СибГУТИ, 1998.

Компараторы (устройства сравнения кодов) выполняют микроопе­рацию определения отношения между двумя словам. Основными отношениями можно считать «равно» и «больше». Другие отно­шения могут быть определены через основные. Так, признак нера­венства слов можно получить как отрицание признака равенства ( ), отношение «меньше» путем перемены местами аргументов в функции , а нестрогие неравен­ства согласно формулам:

;

Отношения широко используются как логические условия в микропрограммах, а также в устройствах контроля и диагностики ЭВМ.

Устройства сравнения на равенство строятся на основе поразрядных операций над одноименными разрядами обоих слов. Признак r равенства разрядов имеет единичное значение, если в обоих разрядах содержатся либо единицы, либо нули, т. е.

В свою очередь признак неравенства разрядов

Признак равенства слов R принимает единичное значение, если все разряды равны, т.е.

Согласно выражениям для r_i и R строится схема на рисунке 1, a. Переходя к базису И-НЕ, получим схему на рисунке 1, б. Задержки выработки сигналов равенства R и неравенства R слов А и В составляют соответственно 4 и 3 задержки элементов И-НЕ.

Рисунок 1 – Варианты схем сравнения на равенство

Для уменьшения числа внешних выводов, как и в других случаях, целесообразно отказаться от парафазной подачи входных переменных. Этого можно достичь не только обычным приемом установки инверторов во входных цепях, что увеличивает логическую глубину схемы, но и более эффективным путем, преобразуя формулу для п так, чтобы она не содержала инверсий аргументов:

Полученное соотношение приводит к схеме на рисунке 3.18, в. для которой число входов сократилось вдвое, а быстродействие почти не изменилось (для элементов ТТЛ ).

Возможна и двухъярусная схема (рисунок 3.18, г), основанная на реализации формулы

При повышенном быстродействии схема имеет и более низкую сложность, но ее применение ограничено, так как для нее нужны элементы с числом входов 2n.

Предельно снизить логическую глубину схемы можно, построив ее на элементах И-ИЛИ-НЕ (рисунок 2), однако такая реализация, как правило, пригодна лишь для двухразрядных слов в связи с ограниченным числом групп И в промышленных элементах И-ИЛИ-НЕ.

Рисунок 2. – Схема сравнения на равенство

с единичной логической глубиной

Сравнение на «больше» («меньше»). Для одноразрядных слов функция определяется по таблице 1.

Таблица 1 – Таблица переходов

A	B

Из таблицы видно, что .

Функцию для сравнения двухразрядных слов можно получить исходя из следующих условий. Если в старшем разряде слова А – единица, а слова В – нуль, то независимо от младших разрядов А>В и =1. Если старшие разряды идентичны, то следует переходить к анализу младших, применив к ним то же условие, что и для старшего разряда ( =1 при =1 и =0). Т.о., справедливо соотношение:

где - признак равенства разрядов.

Легко видеть, что сравнение многоразрядных слов должно быть основано на тех же соображениях и поэтому можно записать

В полученное соотношение входят аргументы и признаки равенства разрядов. Поскольку обычно устройство сравнения на «больше» - часть компаратора, выполняющего и сравнение слов, функции r_i все равно нужны и при построении схемы сравнения на «больше» их можно рассматривать как готовые. С этой точки зрения полученные соотношения удобны

Дата добавления: 2015-05-10