Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 119
Текст из файла (страница 119)
СЬца). На свое изобретение они получили патент США под номером 4,124,899, а юмпания ММ1 вознаградила их покупюй новых марок автомобилей Порше и Мерседес соответственно! Учитывая ценность этой техники (устройств РАЬ, а не автомобилей), компания Айиапсеб М!сто !)еи!сев (АМП) в начале 80-х годов приобрела ММ1 и стала ведущим разработчиком и постввщиюм новых ПЛУ и схем типа СРЬГ). В 1997 тду кампания АМР передала свои работы по ПЛУ дочерней фирме — компании Уапг!з Согрога6оп, которая в 1999 году была продана давнему конкуренту — компании Ьвп!се Беппсопбнсгог.
Производители ПЛУ предоставляют прекрасные возможности для обучения конструированию на основе ГНУ Компания Хй 1 ох Согрогабоп, юторая начинала с производства схем РРОА, теперь выпускает также схемы типа СРЬГ) и публикует исчерпывающие справочные данные в виде книги Х111пх Вага Воо8 (Бап )озе, СА 95124) и в Интернете (хны. х11зпх. сот). Точно так же компания Ьарйсе Бет!сопдпсгог, разработавшая микросхемы ОАЬ, издает подробный справочник Лагг(се 17ага Воо): (Н!11зЬого, ОК 97124) и поддерживает сайт в Интернете (хны.1аспйоевепй.сот).
Намного более подробное рассмотрение работы БИС и СБИС, включая ПЛУ, ПЗУ и ОЗУ, можно найти в книгах по электронике, например, в Микроэлектронике Милл мана и Грабеля (1. М! 11тап ап6 А. ОгаЬе1. М1сгое1еси оп(сз, вес опд егйбоп. МсбгаттН!11, 1987) н в Проектировании СВИС Динки нджера (ТЬотаз Е. Г)!11!пйег. Л.Б1 ЕпБГпеег1п8. Ргепбсе На)1, 1988). Что касается технической стороны цифрового проектирования, то принципы цифрового проектирования рассматриваются в большинстве учебников, но лишь в немногих из них говорится о практических аспектах этой деятельности. Превосходной небольшой книгой, в которой внимание сосредоточено на практических вопросах, является Хорошо вемперирсеанное цифровое проектирование Сейденстикера (КоЬег! В.
БеЫепзбс1|ег. ТЬе Ке11-Тетрегег1 ГЗГ811а1 Вее18п. АгЫВопФез)еу, 198б). В ней вы найдете массу полезных сведений, изложенных в доступной форме, от философии проектирования до технологии производства. УПРажНЕНИЯ 5.Ь Приведите три примера комбинационных логических схем, для описания которых в виде таблицы истинности требуются миллиарды строк. Для каждой схемы опишите ее входы и выход(ы), и точно укажите, сколько строк содержит таблица истинности; таблицу истинности выписывать не надо.
(Указание: Несколько таких схем можно найти в этой главе.) 530 Глава 5. Практическая разработка схем комбинационной логики 5.2. Используя теорему Де Моргана, нарисуйте эквивалентное условное обозначение 8-входового вентиля И-НЕ 74х30. 5.3. Используя теорему Де Моргана, нарисуйте эквивалентное условное обозначение 3-входового вентиля ИЛИ-НЕ 74х27.
5.4. Что неправильно в имени сигнала "ЛЕАОУ"? 5.5. Вас может раздражать необходимость следить за активными уровнями всех сигналов в логической схеме. А почему бы не применять только неинвертирующие схемы, ведь при этом все сигналы имеют высокий активный уровень? 5.6. Правильно или ложно высказывание: При логическом проектировании по принципу «инверсия к инверсии» выходы с кружком могут быть соединены тапько с входами с кружком. 5.7. Проектируемая цифровая система передачи имеет двенадцать идентичных сетевых портов.
Какая структура схемы, вероятнее всего, наилучшим образом соответствует проекту? 5.8. Определите точную максимальную задержку распространения от входа 1Н до выхода ООТ в схеме на рис. Х5.8 квк для перехода сигнала от низкого уровня к высокому уровню, так и для перехода от высокого уровня к низкому, используя значения временных параметров, приведенные в табл.
5.2. Повторите расчет, воспользовавшись единственным значением задержки в наихудшем случае для каждого вентиля. Сравните и объясните полученные результаты. 74 ОООО 1 б 2 3 б ост О2 О2 741.600 7«ЛОО ! 2 1 ИОО б 13 23 О1 О! 741.ВЮ 742600 1 \ 1 б 1 3 3 1М ш О! Рис. Х5.8. 74Ь666 74Ь666 !2 4 О 6 !2 Опт 6 10 5 ш ш ш 74ьава 1 О 1М ш Рис. Х5.12. 5.9. Повторите упражнение 5.8, заменив микросхемы 741 800 на ИС 74НСТОО. 5.10. Повторите упражнение 5.8, заменив микросхемы 741.800 на ИС 74Ы08.
5.11. Повторите упражнение 5.8, заменив микросхемы 741.800 на ИС 74АНСТ02 и считая, что на свободные входы подаются не логические единицы, а логические нули. Воспользуйтесь типичными, а не максимальными значениями временных параметров. 5.12. Оцените минимальную задержку распространения от входа !Н до выхода О11Т для схемы, показанной на рис.
Х5.12. Обоснуйте ваш ответ. Упражнения 631 5.13 Определите точную максимальную задержку распространения от входа йя до выхода ООТ для схемы на рис. Х5.12 как для перехода сигнала от низкого уровня к высокому, так и для перехода от высокого уровня к низкому, используя значения временных параметров, приведенные в табл. 5.2. Повторите расчет, воспользовавшись единственным значением задержки в наихудшем случае для каждого вентиля. Сравните и объясните полученные результаты. 5 14 Повторите упражнение 5.13, заменив микросхемы 74Ь586 на ИС 74НСТ86.
5 15 Как вы считаете, какой дешифратор быстрее: с высоким активным уровнем сигналов иа выходах нли с низким активным уровьем сигналов на выходах? 5 16 Используя информацию о микросхемах серии 74Ь5 из табл. 5.3, определите максимальную задержку распространения от любого входа до любого выхода в дешифраторе 5х32, схема которого приведена на рис. 5.39. Можно воспользоваться методом анализа «в худшем случае». 5 17 Повторите упражнение 5.16, проведя детальный анализ для каждого направления перехода сигнала, и сравните свои результаты. 5.18.
Нарисуйте символы, создаваемые семисегментным дешифратором 74х49 при недесятичных входных комбинациях от 1010 до 1111. 5.19. Покажите, как реализовать следующие логические функции в виде схем с одним и двумя выходами соответственно, применяя один или большее число полных де шифраторов 74х138 или 74х 139 и вентили И-НЕ. (Указание: Каждая реализация должна быть эквивалентна сумме минтермов.) ) Р Хх (2'4'7) ((э) Р Пявс(3'4'5'6'7) (с) Р= Екв о(2,4,6,14) (д) Г= Х~,х„х(0,1,2,3,5,7,11,13) (е) Р хз х(1356) Щ г Х с(046) (8) О= ЕахР,3, ~,7) ® О=~со(1,2). 5 20 Исходя из принципиальной схемы приоритетного шифратора 74х148, запишите логические выражения для сигналов на его выходах А2 1., А1 Ь и АО Ь.
Чем они отличаются от «универсальных» выражений, приведенных в разделе 5.5.1? 5.21. Что сделано совершенно неправильно в схеме на рис. Х5,21? Предложите изменение, которое ликвидирует ужасную проблему. 5.22 Используя информацию о микросхемах серии 74ЬБ из табл.
5.2 и 5.3, определите максимальную задержку распространения сигнала от любого входа до любого выхода в мультиплексоре 32х1, схема которого приведена на рис. 5. 66. Можно воспользоваться методом анализа «в худщем случае». 5 23. Повторите упражнение 5.22, используя микросхемы серии 74НСТ. 5.24. Древовидную и-входовую схему проверки на четность можно построить на основе вентилей ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в духе схемы, приведенной на рис. 5.74(а). При каких условиях подобная п-входовая древовидная схема проверки на четносгь, построенная на вентилях ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, выполняет точно ту же функцию? 552 Глава 5.
Практическая разработка схем комбинационной логики 1-разрядная линия акняямого лользоаания тах1ЗВ ЕН 1. АЗНСО АЗНС! ВзнСО ЗЗНС! Рис. Х5. ЗОАТА 5.25. Используя информацию о микросхемах серии 74Ь8 из табл. 5.2 и 5.3, определите максимальную задержку распространения сигнала от шины 00 до шины ОС в приведенной на рис. 5.77 схеме, исправляющей ошибки. Можно воспользоваться методом анализа «в худшем случае».
5.26. Повторите упражнение 5.25, используя микросхемы серии 74НСТ. 5 27. Воспользовавшись соотношениями, приведенными в разделе 5 9 4, запишите полное логическое выражение для выхода А~ ТВООТ микросхемы 74х85. 5.28.Запишите алгебраическое выражение для третьего бита суммы з двоичного сумматора, как функцию сигналов на входах х, х„х, у, у, и у .
Предположите, что с = О, и не пытайтесь «разнести множитель по слагаемым» или минимизировать зто выражение. 5 29. Исходя из принципиальной схемы ИС 74хб82, запишите логическое выражение для сигнала на выходе РОТС! В в зависимости от сигналов на ее входах. 5.30.Используя информацию о микросхемах серии 74ЬК из табл. 5.3, определите максимальную задержку распространения от любого входа до любого выхода в 1б-разрядном сумматоре с групповым сквозным переносом, изображенном на рис. 5.92.
Можно воспользоваться методом анализа «в худшем случае». Задачи 333 Задачи 5.31. Возможно следующее определение логической схемы В1)Т (задача 4.50): «т1 = 1, если А1 и В1 равны 1, ио при этом либо А2, либо В2 равно 0; У2 определяется симметрично». Запишите таблицу истинности и найдите минимальные выражения вида «сумма произведений» для выходов схемы ВОТ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
