Порядок проведения синтеза

• 1. Формализация правил работы комбинационного устройства. На основании общих требований к цифровому устройству составляются условия функционирования комбинационного устройства в виде таблицы истинности, структурных формул или совокупности номеров единичных (нулевых) наборов входных сигналов.
• 2. Минимизация структурных формул. В зависимости от конкретных условий при проведении этого этапа используется алгебраический или графический метод минимизации.
• 3. Запись минимизированных структурных формул в заданном базисе. В интегральных схемах комбинационных устройств широко используются базисы И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др., поэтому часто возникает необходимость записи минимизированных структурных формул в одном из этих базисов.
• 4. Составление структурной схемы. На основании структурной формулы каждой логической операции ставится в соответствие логический элемент выбранного базиса и осуществляются необходимые связи между элементами. Составление схемы начинается с определения необходимого числа инверторов, затем выявляются типы используемых логических элементов и, наконец, устанавливаются связи выход-вход согласно последовательности выполняемых логических операций.

Порядок проведения синтеза проиллюстрируем на примере построения комбинационного устройства с четырьмя входами и одним выходом в элементном базисе И-НЕ. Выполняемая комбинационным устройством функция Y задана следующим единичным набором входных переменных: 1, 4, 6, 10, 11, 12, 13, 14.

После разметки карты Карно с единичными наборами (рис. 3.12), получим следующее выражение для выходного сигнала в МДНФ:

(3.20).

Рис. 3.12. Карта Карно для минимизации выходного сигнала, заданного единичными наборами 1, 4, 6, 10, 11, 12, 13, 14.

Для записи структурной формулы в базисе И-НЕ воспользуемся формулой (3.19) и соотношением

(3.21).

Для реализации комбинационного устройства по формуле (3.21) требуется:

• • четыре логических элемента 2И-НЕ, используемых для инвертирования входных сигналов
• • один логический элемент 2И-НЕ для выполнения операции ;
• • два логических элемента ЗИ-НЕ для выполнения операций
• • один логический элемент 4И-НЕ для выполнения операции ;
• • один логический элемент 4И-НЕ для получения выходного сигнала Y.

Схема комбинационного устройства приведена на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Схема комбинационного устройства на элементах И-НЕ.