Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 87
Текст из файла (страница 87)
4.25, обнаруживающего ошибку типа закипания на О в этой сигнальной линии, а г! — номер проверочного вектора, обнаруживающего ошибку типа залипания на 1. 4.88. Напишите потоковую УИРА-программу (включая объявление объекта и определение архитектуры) для схемы полного сумматора, приведенной на рис. 5.86. 4.89.
Используя ваш объект из задачи 4.88, напишите структурную УНР1.-программу для 4-рвзрядного сумматора со сквозным переносом, структура которого изображена на рис. 5.87. 4.90. Используя ваш обьект из задачи 4.88, напишите структурную ЧНРС-про грамму для 16-разрядного сумматора со сквозным переносом, построенного по принципу, указанному парис. 5,87. Используйте оператор депегаге для создания 16 полных сумматоров н соединения их между собой. 4.91. Перепишите архитектуру устройства обнаружения простых чисел, приве- денную в табл. 4,63, используя оператор х!тз1е, гла а ПРАКТИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА СХЕМ КОМБИНАЦИОННОЙ ЛОГИКИ в предыдущей главе были даны теоретические основы, используемые при разработке комбинационных схем. В данной главе, опираясь на этот фун дамент, мы будем создавать многие устройства и структуры, а также описывать методы, применяемые инженерами для решения практических задач, возиикаюших при разработке цифровых проектов.
Практическая комбинационная схема может иметь множество входов и выходов и потребовать сотен, тысяч, даже миллионов составляющих; поэтому для описания изделия в целом таблица истинности должна содержать миллиарды и миллиарды строк. Таким образом, проблемьц связанные с разработкой большинства реальных комбинационных устройств, слишком сложны, чтобы решать их «в лоб» на основе теоретических методов.
ВАЖНОСТЬ СХЕМ 74-И СЕРИИ В этой главе мы рассмотрим широко используемые ИС серии 74, в которой логические функции представлены достаточно полно. Эти изделия являются основными кирпичиками в арсенале разработчика цифровых устройств, поскольку уровень их функциональных возможностей часто соответствует уровню мышления конструктора при разбиении большой задачи на меньшие куски. Понимать функции, реализуемые СИ С серии 74, важно даже в том случае, когда вы проектируете устройство на основе ПЛУ, ИС типа РРПА или специализированных ИС. В разработке с применением ПЛУ стандартные функции, реализуемые с помощью СИС, можно использовать в качестве отправной точки прн выводе логических выражений более сложных специальных функций. И в ИС типа РРбА, и в специализированных ИС базовые конструктивные блоки (или «типовые ячейки», или «макроячейки»), предоставляемые производителем этих БИС, фактически можно считать ИС среднеИ степени интеграции, реализующими те же Функции, что и схемы 74-й серии, вплоть до похожих обозначений.
370 Глава б. Практическая разработка схем комбинационной логики Но подождите, скажете Вы, как может человек вообще представить себе такую сложную принципиальную схему? Ключом является структурный образ мышления. Сложная схема или система задумывается как совокупность подсистем меньшего размера, каждая из которых описывается намного проще.
В комбинационных логических конструкциях имеется несколько простых структур — декодеры, мультиплексоры, компараторы и т.п., — которые систематически используются в качестве строительных блоков в более крупных системах. В настоящейй главе представлены самые важные из этих структур. Мы описываем каждую структуру в общем виде, а затем приводим примеры и указываем приложения с использованием компонентов 74-й серии и путем программирования ПЛУ на языках АВВЕ и Ъ'Н1М..
Прежде чем браться за стандартные комбинационные блоки, нам следует обсудить несколько важных тем. Первая из них — это стандарты ва документацию, используемые разработчиками цифровых устройств, чтобы гарантировать правильностьь, технологичность и удобство в эксплуатации их проектов. Затем обсуждается схема синхронизации -узел ответственный за успешную реализацию цифрового проекта в целом.
В третьей части описывается внутренняя структура комбинационных ПЛУ, которые позже мы используем в качестве «универсальных» сосгавных элементов. 5.1. Стандарты документации Хорошая документация важна для правильного проектирования и эффективного технического обслуживания цифровых систем. Кроме того, будучи точной и полной, документация должна быть до некоторой степени руководством, позволяющим инженеру-испытателю, технику по обслуживанию или даже самому инженеру-разработчику (спустя шесть месяцев после создания схемы) понять, как работает система только на основании сведений, содержащихся в этой документации.
Хотя тип документации зависит от сложности системы, средств ее разработки и возможностей производства, комплект документации, как правило, должен содержать, по крайней мере, следующие шесть составляющих; Е Техник«скина требованиями (сиена зрееГ))габон) точно определяется, для чего предназначена схема или система, включая описание всех ее входов и выходов («интерфейсов») и выполняемых ею функции.
Заметьте, что «специ) фикация» не должна определять, как система достигает результата, она указывает только, каковы эти результаты. Впрочем, многие компании часто обьединяют технические данные с одним или несколькими документами, о которых идет речь ниже, где описывается, как работает система. 2. Блок-схема (Ыоск йаягат) — это неформальное наглядное изображение главных функциональных модулей системы и основных связей между ними. 3. Приап«пиал»ноя схема (залет«бе а«агат) — это формальное детальное изображение электрических компонентов системы, их взаимосвязей и всех подробностей, необходимых для создания системы, включая типы ИС, их обозначения и номера выводов. Ранее мы использовали термин логическая схема (!офс йаягат) для неформального изображения со значительно мень- В.1.
Сгаьдврты документации 371 шим уровнем детализации. В большинстве программ, с помощью которых рисуются схемы, можно создавать список компонентов ((и!! а! тагегга!к, ВОЩ входящих в состав схемы; этот список говорит отделу снабжения, какие электрические компоненты необходимо заказать лля создания системы. 4. Временная диаграмма (нт!па гйадгат) показывает зависимость различных логических сигналов от времени, а также причинно-следственные связи между наиболее важными из них и задержки. б. Структурное описание логического устройства (лггисгигеЫ !оа!с г(ег!се г(елсттрпоп) отражает внутреннее функционирование программируемого логического устройства (ИЛУ), перепрограммируемой вентильной матрицы (ИС типа РРОА) или специализированной ИС (АЯС). Обычно оно пишется на одном из языков описания схем (НРЬз), таких как АВЕ1.
или ЧНРЬ, но может быть представлено и в виде логических выражений, таблиц состояний или диаграмм состояний. В некоторых случаях для моделирования работы схемы или для наблюдения за ее поведением может использоваться традиционный язык программирования типа языка С. 6. Описание схемы (с!гси!! с(елсг!рг!оп) — это текстовый комментарий, который вместе с остальной документацией объясняет внутреннюю работу схемы. В описании схемы должны быть перечислены все принятые допущения и потенциальные подводные камни, которые могут проявиться в работе схемы, а также должно быть указано использование любых неочевидных «уловок» в данной конструкции.
Хорошее описание схемы содержит также определения акронимов и других специальных терминов, а также ссылки на документы, имеющие отношение к данному проекту. Вероятно, вы уже не раз видели блок-схемы. В следующем разделе мы приведем несколько правил изображения блок-схем, а затем в оставшейся части этого параграфа сконцентрируем внимание на схемных решениях комбинационной логики. В разделе 55Ь1 вводятся временные диаграммы. Структурные логические описания в виде программ на языках АВЕЬ и ЧНРЬ представлены в разделах 4.6 и 45Ь В разделе 10.1.6 будет показано, как можно воспользоваться программой на языке С для формирования содержимого постоянного запоминающего устройства.
ДОКУМЕНТАЦИЯ В СЕТИ В настоящее время профессиональная техническаядокументацияаккуратно поддерживается в корпоративных локальных сетях, поэтому очень полезно включать в спецификацию и описание схемы ()КЬ (()п11опп Кезоцгсе Ьосагог; унифицированный указатель информационного ресурса в сети Интернет), чтобы можно было легко найти ссылки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
