1.8 Синтез на комб. сх. с няколко изхода

                                               f

1

=f

1

(x

1

x

2

x

3

,…,x

n

)

                                               f

2

=f

2

(x

1

x

2

x

3

,…,x

n

) 

                                               f

m

=f

m

(x

1

x

2

x

3

,…,x

n

)

Една система може да се опише с “n” на брой 

ЛФ. Тези ЛФ не са екивалентни помежду си. 

Всяка   ЛФ   от   сист.зависи   от   различен   брой 

променливи.   Разглеждайки   променливите   от, 

които   дадена   функция   не   зависи   като 

несъществени,   винаги   може   да   се   счита,   че 

всяка   функция   от   сист.  зависи   от   всичките 

входни  променливи  на  схемата.   Използват  се 

методи   чрез   които   се   вземат   под   внимание 

всички ЛФ, тези ЛФ от сист.  се минимизират 

по такъв начин за да се получат по-голям брой 

еднакви части. Те са конюнкции можещи да се 

реализират   с   общ   ЛЕ.   По   този   начин 

значително се упростява структурата на лог. сх. 

МЕТОДИ

:1)метод   чрез   използване   на   базова 

функция.   2)систематичен   3)метод   чрез 

използване на общи членове.

3.7 Микропрограмни автомати (МПА)

МПА можем да ги разглеждаме като дискретни 

цифрови у-ва. За синтез се използва принципа 

на   микропрограмното   управление.   Той   се 

прилага за у-ва, чието действие се заключава в 

реализацията на някъкъв алгоритъм на работа 

за обработка на информация. Всяко действие се 

разделя   на   последователност   от   елементарни 

действия   наречени   микрооперации.   За 

управление   реда   на   следване   на 

микрооперациите се използват лог. условия  X

i 

приемащи   в   зависимост   резултатите   от 

изпълнението   на   микро   операциите   за   “1”   и 

“0”. Процесът на изпълнение на операциите в 

у-вото   се   описва   в   форма   на   алгоритъм 

представен с термините микрооперации и лог. 

условия   и   наречен   микропрограма. 

Микропрограмата   се   използва   като   форма   за 

представяне на функциите на у-вото въз основа 

на, която се определя неговата структура и ред 

за   функциониране.   Микрооп.   е   елементарно 

преобразуване на инф. в операциоония автомат 

под въздействието на един управляващ сигнал 

Y. Съвкупноста от едновременно  подаване на 

конкретни   стойности  на  упр.   сигн.   се  нарича 

микрокоманда. Няколко микрокоманди заедно 

с   условията   за   тяхното   изпълнение   съставят 

микропрограма.

Структура на цифрово дискретно у-во

 

B                             YA-управляващ автомат

                                 OA-операционен автомат
                                 ОА служи за съхраняване
       Y           X          на постъпващата на входа
                                  информация за извършва-
   I                       Z  не на определени операции
                                     над нея, за изработване 0
                                на изходен сигнал   Z, 

значението  на лог. условие Х, управляващият 

сигнал   в   зависимост   от   тези   сигнали  Y  се 

определя   изпълнението   на   една   или   друга 

микрооперация в ОА. Един YA може да работи 

с   няколко   микропрограми.   Изпълнението   на 

една  или друга микропрограма  се  определя  с 

входния   сигнал   В.   Когато  е   вкл.   в  системата 

могат   да   се   изработват   и   други   външни 

управляващи  сигнали  Y  и  да  получава   други 

сигнали Х

В

. В състава на ОА влизат: регистри, 

суматори,   броячи,   АЛУ,   схеми   за   сравнение, 

схеми   за   въвеждане   и   извеждане   на   данни. 

Състава и структурата  на  ОА могат да бъдат 

едни и същи за различните алгоритми от един и 

същи   клас.   Обемът   на   обр.   на  YA  зависи   от 

сложноста   на   реализиращия     алготитъм.  YA 

може да бъде изпълнен в няколко варианта 
1)YA с върда логика 2) с схемна логика 
YA  със   съхраняема   в   паметта   логика- 

ъправляващият   сигнал  Y  се   изработват   в 

съответствие   със     записани   в   паметта 

управляващи   думи.   Записът   на   тези   думи   в 

постоянно   запомнящи   у-ва.   Използва   се   за 

апаратно програмен подход за реализация.  YA 

с   програмируеми   лог.   матрици   (ПЛМ).   Те   се 

съчетават предимствата на предните два. Тези 

у-ва се изготвят като големи интегрални схеми. 

Принципът   на   микропрограмното   управление 

се   използва   за  създаване   на  микропроцесори. 

Трябва  да  се  премине   през  няколко   етапа.  1) 

Запис   на   алгоритъма.   Той   се   съставя   по-

описание   на   отделните   алгоритми,   които 

трябва да изпълнява у-вото във вид на, техния 

формализиран   запис,   който   представлява 

блокова   схема   на   алгоритъма,   за   тази   цел   се 

съставя   списък   на   отделните   микрооп.   и 

съответстващите управляващи сигнали, и лог. 

усл. Х

i

 . 2) Построяване на ОА 3) Построяване 

на YA 

2.1 Дешифратори,видове и сх. решения

КЛС-съвкупност   от   ЛЕ   без   памет   свързани 

помежду   си   по   определен   начин   за   да 

реализират   дадена   функция.   Състоянието   на 

изхода на КС в даден момент от време зависи 

единствено   от  състоянието  на   входа  в   същия 

този момент. При синтеза на  ЛС се използва 

следния подход:

Логическото   утвърждаване   се   изразява   чрез 

таблица   на   истинност   (ТИ)   със   всички 

възможни входни комбинации от променливи 

и със необходимите изходни сигнали за всчка 

комбинация.   Тези   изх.   сигн.   могат   да   се 

разглеждат   като   резултативни   функции.   Изх. 

ЛФ се минимизират с карти на Вейч и с други 

методи. Въз основа на получените минимални 

форми на изходните функции се синтезира КС. 

Дешифратора е КЛС без памет, която има  N 

на брой входа и 2

N

  изхода. Те се наричат още 

декодери. Използват се широко в цифровите у-

ва за преобразуване на постъпващият му на вх. 

двоичен   код   в   унитарен.   Изходите   на   деш 

служат за определяне на  N  разредни двоични 

числа като за всяко двоично число подаденона 

входовете на деш. сигнал 1 се получава само на 

един от изходите, а на останалите 0.

                                     

Y

2

n

-1

=X

1

X

2

…..X

n-1

X

n

  

                                     Y

0

=X

1

X

2

X

3

 Y

4

=X

1

X

2

X

3

                                     Y

1

=X

1

X

2

X

3

 Y

5

=X

1

X

2

X

3

                                     Y

2

=X

1

X

2

X

3

 Y

6

=X

1

X

2

X

3

                                     Y

3

=X

1

X

2

X

3

 Y

7

=X

1

X

2

X

3

Дешифр.   в   интегрално   изпълнение  

са 

изработени   от   елементи   които   работят   с 

потенциална   логика.   Възниква   необходимост 

от   използването   на   сихронизиращ   сигнал. 

Различават   се   в   елементарната   база,   като 

обикновено   те   са   изпълнени   с   елементи   на 

Шефер   или   Пирс.   Представители:SN7442-

двуичнодесетичен,непълен   с   10   нисковолтови 

изхода,  SN74141-високоволтов   деш.   за   170V, 

SN74154-

                                      

Изходите са инверсни

                                      с нормален коеф. на 
                                      натоварване. Два до-
                                      пълнителни струбира-
                                      щи входа – X

p1

 и X

p2

За   да   работи   нормално   е   необходимо   на 

входа

 

X

p1

 и X

p2

 сигнала да е 0. Ако е подаден 

на   единия   или   на   двете   е   подадена   1   на 

изхода ще се получи навсякъде 1. С помоща 

на тези входове  X

p1

  и  X

p2

  се увеличава броя 

на входовете.

2.2Кодови преобразуватели КП

Деш са частен случай на КП. КП е лог. блок, 

който преобразува даден входен двоичен код 

в   друг   точно   определен   изходен   код.   При 

това броя на разредите на вх код може да не 

бъде равен на броя на разредите на изходния 

код. КП се синтезира въз основа на таблица в 

която се дава  съответствието м/у  вх. и изх. 

код.   Всеки   разред   на   изходния   код   се 

разглежда като ЛФ на аргументите, от които 

зависи вх. код. Ако във вх код има забранени 

комбинации   те   представляват   неопределени 

набори за всички изх. функции и се използват 

за допълнително опростяване на изразите на 

изх.   код.   Най-голямо   разпросранение   имат 

двоично

 

десетичните

 

десетични 

преобразуватели   тъй   като   цифровите   у-ва 

работят   в   двоичен   или   двоично   десетичен 

код,   а   цифровите   резултати   се   извеждат   в 

десетичен код.

2.3 Суматори

Събирането в двоична бройна система е най-

важната   аритметична   операция   тъй   като 

лежи в основата на другите (-,*,/ ). Основните 

схеми   с   които   се   обезпечава   операцията 

сумиране са т.н. едноразрядни суматори. Те 

могат да бъдат пълни и непълни. Непълните 

са   полусуматори.   Едноразрядните   суматори 

са   КЛС   за   реализиране   на   операцията 

сумиране  на двоични цифри.  Ако блокът за 

сумиране   е   с   два   входа   и   работи   в 

съответствие с правилата на двоична бройна 

система, а те са: 0+0=0;0+1=1;1+0=1;1+1=0 – 

следователно той се нарича полусуматор.

1.3 КЛС. Преминаване от булева …

КЛС е съвкупност от ЛЕ без памет, кито са 

свързани   по   м/у   си   по   определен   начин   за 

реализация   на   зададената   функция.   Те   са   с 

повече   от   1   изход.   Синтеза   на   КЛС 

преминава   през   два   етапа.   1)   абстрактен 

синтез - на този етап се съставят изрази от 

вида:f

1

=f

1

(x

1

,x

2

,…,x

n

)

 и 

f

2

=f

2

(x

1

,x

2

,…,x

n

)_ 

f

n

=f

n

(x

1

,x

2

,…,x

n

)     2)  структурен   синтез-

преминава се от ЛФ в ЛС. За построяването 

3.6 Регистри.Видове. …

Регистрите   са   тригерни   схеми 

предназначени за запомняне на n-разрядни 

двоични   числа   и   за   осъществяване   на 

някои преобразувания с тях. Регистрите са 

основни   елементи   в   архитектурата   на 

повечето   процесори.   Те   представляват 

малки   памети.   Състоят   се   от   двоични 

клетки,   запомнящи   у-ва,   и   притежават 

адреси,   които   сллужат   за   тяхното 

идентифициране.   Регистрите  се   използват 

за   кратко   време,   докато   някой   от 

магистралите се освободи или друг блог се 

освободи, за да ги приеме, или докато не се 

извикат   от   програмата.   Най-удобно   за 

използване   са   регистрите,   които   са   под 

програмно управление тъй като процесора 

в   тези  случаи  не   се  обръща  към  паметта 

като в същото време той получава данни от 

тях.   Има   регистри,   които   не   са   под 

програмно управление. В тях се съхранява 

информация за по-късно използване.Някои 

от   по   важните   регистри   са:   акумулатори, 

указател   на   стека,   индексен   регистър. 

Регистрите   могат   да   се   разглеждат   като 

последователностни   схеми   и   са 

предназначени за краткотрайно съхранение 

на информация. Тази инф. може да бъде n-

разрядно двоично число. Броя на тригерите 

определя   състоянието   на   регистъра  n

→

2

n 

състояния.   Освен   тригери   се   вкл   и   ЛЕ, 

които   образуват   комбинационни   схеми, 

чиято задача се свежда до въвеждане или 

извеждане на инф. 

Особености

 

на регист-

ровите  схеми  



  1) състоянието  на  всеки 

тригер  Q

i  

  зависи   от   съответната   входна 

променлива  Xi  и   от   състоянието   на 

съседните тригери. 2)използваните тригери 

в   регистъра   са   еднотипни   с   изкл. 

евентуално на двата крайни тригера. 3)под 

действието   на   управляващите   сигнали 

могат   да   се   извършат   следните   най-

разпространени   микрооперации-нулиране, 

запис,   четене,   поразрядно   лог.   сумирана 

(дезюнкция),   поразрядно   лог.   умножение 

(конюнкция), поразрядно лог. сумиране по 

модул две, преместване с един или няколко 

разряда   в   ляво   и   дясно.   Тези   особености 

позволяват   да   се   направи   извода,   че 

синтеза   на   всяка   схема,   обазпечаваща 

дадена микрооперация може да стане като 

се   разглежда   само   един   разряд   от 

регистъра. Обикновено разглеждането е за 

i 

тия

 разряд на регистъра и за него трябва да 

се   получат   избраните   и   възбудителните 

функции.   За   нормалната   работа   на 

регистъра е необходимо в даден момент от 

времето   да   се   дава   разрешение   само   за 

един

 

управляващ

 

съответна 

микрооперация   сигнал.   Изхода   прави 

микрооперацията “четене”, при която може 

да   се   подават   едновременно   два 

управляващи   сигнала.   Най-често   в 

регистровите   схеми   се   използват   тригери 

тип:D,RS,JK.

1.4 Минимални форми на лог функции 

СКНФ   и   СДНФ   не   са   удобни   за 

представяне   на   ЛФ,   затова   се   използват 

мин форми на ЛФ, които са по-удобни от 

за   реализация.  

Конюнкцията

  от   краен 

брой аргументи вземат с или без отрицание 

е елементарна, ако всеки аргумент участва 

не повече от 1 път. Броят на аргументите, 

кито   участват   във   всеки   от   конюнкциите 

определят нейния ранг. X

1

-I ранг ; Х

1

Х

2

-   II 

ранг. Те могат да имат ранг от 1-n, където n 

е брой аргументи, които участват в дадена 

конюнкция.

 

Дезюнкцията

,   която   е 

образувана от елементарни конюнкции се 

нарича   ДНФ.  

Дезюнкцията

,   която   е 

образувана от краен брой аргументи взети 

с   или   без   отрицание   е   елементарна,   ако 

всеки аргумент участва в нея не повече от 

1 път.  

Конюнкцията

, която е образувана 

от елементарни дезюнкции се нарича КНФ. 

Броят   на   елементарните   конюнкции   или 

дезюнкции,   които   образуват   ДНФ   или 

КНФ се нарича дължина ДНФ или КНФ.

СТАТИЧЕН АНАЛИЗ

-първо с цифри се 

номерират   ЛЕ,   после   с   букви   изхода   на 

всеки   елемент.   След   това   се   намират 

буквите и функцията.

ДИНАМИЧЕН АНАЛИЗ(ДА)

- При ДА се 

приема, че сигналите са идеализирани и че 

промените  на сигналите  на  изхода на  i

-тия 

елемент   закъснява   спрямо   промените   на 

входните сигнали с характерно за елемента 

време 

τ

i

 . Сигналите са идеални в схемата. 

При   тази   постановка   се   установява   след 

колко време и какви промени настъпват в 

изхода   на   схемата.   При   зададена 

YA

OA