Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 118
Текст из файла (страница 118)
Иногда операторы депега се объединяются с операторами 1 Г-т НКН вЂ” НЬНК, обеспечивая возможность своего рода условной компиляции. СИГНАЛЫ И ПЕРЕМЕННЫЕ В процессе, приведенном в табл. 5.58, используются переменные, а не сигналы, чтобы ускорить процесс моделирования. Работа с переменными происходит быстрее, потому что моделирующая программа следит за нх значениями только тогда, когда процесс запущен, Поскольку значения присваиваются переменным последовательно, для их вычисления в нужном порядке процесс в табл.
5.58 должен быть написан очень аккуратно. Другими словами, переменную нельзя использовать раньше, чем ей будет присвоено значение. С другой стороны, сигналы имеют те или иные значения постоянно. Когда сигнал в процессе изменяется, моделирующая про~рамма заносит необходимость изменения его значения в будущем в свой список событий. Если сигнал появляется в процессе в правой части оператора присваивания, то этот сигнал должен быть включен также в список чувствительности процесса. Если сигнал изменяется, то процесс выполняется снова и продолжает повторяться до тех пор, пока все сигналы в его списке чувствительности не примут установившиеся значения.
Если желательно видеть промежуточные значения и отсчет времени в процессе моделирования, то в программе в табл. 5.58 можно было бы заменить все переменные (кроме 1 и з ) на сигналы и включить их в список чувствительности. Полученная программа будет синтаксически правильна, если объявления суре и в1дпа1 помещены сразу после заголовка архитектуры и все операторы присваивания ":=-" заменены на "<=". Моделирование будет выполняться намного медленнее после того, как вы выполните указанные выше замены. Как отмечалось в связи с рис. 5.99, в наихудшем случае при распространении сигнала по массиву сумматоров он проходит через 14 сумматоров, Таким же является число циклов моделирования, которые должны быть выполнены измененной ЧНРЬ-программой, чтобы получить установившиеся значения сигналов, плюс еще один цикл, на котором молелирующая программа обнаруживала бы, что сигналы не изменяются.
От выбора между сигналами и переменными зависит скорость моделирования, но в большинстве случаев это не оказывает влияния на результаты синтеза в среде ЧНОЬ. 6.1?.Комбинационныеумножители 627 Табл. 6.60. Истинно пове- денческая ~/НО(;программа для комбинационного ум- ножителя 8х8 1?ьгагу ?ЕЕЕ; ивв ?ЕЕЕ.вгб ?оЕ?с 1?бч.а11; ивв ?ЕЕЕ.вгб 1оязс аг?гЬ.а11; епг?гу иши18х8? зв ротс ( Х: Хп Сиб?СЕЕП (7 Соипго 0); т: ?п ЦИЗ?СЛЕП (7 боипго О); Р: оиг Слб?СЕЕП (18 бояпсо О) ); впб иши18х81; агсЬхгвсгигв иши18хб? агсЬ ог сши18хез ?в Ьвйап Р <= Х в У; впб иии18х81 агсЬ; НА ПОРОГЕ МЕЧТЫ В начале табл.5.58 определена «мажоритарная функция» э?гь) трех переменных, используемая затем при вычислении выходов переноса. 3нач ен не ма»«соринарной функции п переменных рвано 1, если большинство переменных равно 1; в случае 3-входовой схемы, реализующей мажоритарную функцию, ! появляется на выходе, когда на двух из трех входов присутствуют единицы. (Если п — четное число, то единицы должны быть на в2 в1 входах.) Более тридцати лет назад заметный академический интерес вызывал более общий класс п-входовых пороговых схем, на выходе которых вырабатывается 1, если на /с или большем числе входов присутствует 1.
Помимо обеспечения полной занятости теоретиков в области логического проектирования, с помощью пороговых схем многие логические функции можно было бы реализовать, используя меньшее число элементов, чем при применении обычных схем И(ИЛИ. Например, для формирования переноса в сумматоре нужны трн вентиля И и один вентиль ИЛИ, и всего лишь одна трехвходовая пороговая логическая схема К счастью илн к несчастью, так и не появилась экономичная технология изготовления пороговых логических схем, и поэтому до сих пор они остаются академической диковиной, Ну, мы говорили, что лучшее прибережем на конец, и вот этот момент наступил.
В библиотеке 1ЕЕЕ згс( 1од?с аг?гп, введенной нами в разделе 5зйб, имеются функции умножения для классов 8?с?че0 и ()?«я ?с(чес, и эти функции представлены оператором " в ". Таким образом, в программе, приведенной в табл. 5.60, умножение чисел без знака можно осуществить в одну строку простым оператором присваивания. В библиотеке!ЕЕЕ егс( 1сд?с аг?г)т функция умножения определена поведенчески, в соответствии с алгоритмом сдвига и сложения.
Мы могли бы указать на зту возможность в самом начале данного раздела, но тогда вы не стали бы читать все остальное. Не так лиу 528 Глава б. Практическая разработка схем комбинационной логики синтез пОВеденческих пРОектОВ Вы, вероятно, слышали, что трансляторы языков программирования высокого уровня, типа С, обычно создают программы в кодах лучше, чем люди, пишущие на ассемблере, даже при «вылизывании» вручную. Большинство разработчиков цифровых схем надеются, что компиляторы поведенческих ЧНРЬ-программ также однажды дадут лучшие результаты, нежели типичный проект, выполненный вручную независимо от того, является он схемным решением или структурным описанием на языке ЧНРЬ.
Лучшие компиляторы не оставят проектировщиков без работы; они просто позволят им справляться с ббльшими по масштабам проектами. Пока мы не достигли этого уровня. Тем не менее наиболее совершенные программные средства синтеза позволяют осуществлять довольно тонкую оптимизацию обычно используемых поведенческих структур. Например, я вполне допускаю, что средства синтеза РРОА, которые я применял для тестирования ЧНР1.-программ этого раздела, создают по программе в табл.
5.60 столь же быстрый умножитель, какой получится при любой более детальной проработке структуры! Обзор литературы Разработчикам цифровых схем, желающим улучшить свой стиль изложения, следует начать с классического труда Странка и Уайта Эчементы стиля (%1111ащ Бзгвпк, )г., апг! Е. В.
%Ь!ге. Е!етеп!з о~%у!е, бз!гй еб!!!оп. А!1уп й Васоп, 1979). Вероятно, самое дешевое и краткое, но очень полезное руководство по составлению технических описаний — это Элементы технического письма Блейка и Блая (Оагу В!а!се апг! КоЬегт !«!.
В!у. ТЬе Е!«тенге аТТесЬп!са! (4г6гт8. Масщ!!!ап, 1993). Более энциклопедический характер имеет Справочник по техническим описаниям Брюсоу, Алреда и Олиу (Вгвзачч, А1геб апд О!!и. НапйЬао!го! Тесйп!са! йгггг!пй, б|г(з ьч!!!!оп. Б!. Маг!!и'з Ргезз, 1997).
Стандарт Агч ЯИЕЕЕ условных обозначений логических схем установлен документом Бп! 91-1984, !ЕЕЕ Ягапг7ап3 СгарЬ(с БутЬо!з Тог Ьой!с гипс!!апк Другим стандартом, представляющим интерес для разработчиков логических схем, является документ А)ч(8 ИЕЕЕ 991-1986, Ьае!с Сн си!г Р!айтагпл Эти два стандарта и десяток других, включая условные обозначения 10-дюймовых звонков и гнездовых сигнальных разъемов, можно найти в одном удобном пятифунтовом справочнике Е!есгг!са! апг! Е!ес!гоп!сз СгарЬ!с апй Ьеггег БутЬо!з апЫ К«Тегепсе Рея!8паг(опз Бгапг!агг7е Со!!есг(оп, изданном 1ЕЕЕ в 1996 году (ххх.
з. е ее . отд). Реальные логические устройства описаны в информационных изданиях и справочниках, издаваемых производителями. Обычно каждые нескольколет выходят обновленные издания справочников, но в последнее время наметилась тенденция к сокращению или ликвидации бумажных изданий и замене их самой последней информацией в сети Интернет. Двумя крупнейшими компаниями-поставщиками, имеющими наиболее полные сайты, являются Техаз! пйгшпепгз (ххх. г !..
сол0 и Магоге!а(ххх.мог . сол0. Упражнения 529 Для определенного логического семейства, такого как 74АЬЯ, все производители приводят одни и те же параметры, так что можно обойтись только одним справочником для каждого семейства. Некоторые параметры, особенно временные характеристики, у разных производителей могут слегка отличаться, и в тех случаях, когда временные соотношения на пределе, лучше проверить пару разных источнинов и принять во внимание худший вариант. Это намного проще, чем убеждать ваш производственный отдел покупать данный компонент исключительно у одного поставщика. Первые устройства РАЬ были созданы в компании Моно!!66с Метопез, 1пс. (ММ1) в 1978 году Беркнером (1оЬп ВЖпег) и Хуа (Н. Т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
