Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Практическая разработка схем комбинационной логики ПРАВИЛА ЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПО ПРИНЦИПУ «ИНВЕРСИЯ К ИНВЕРСИИ» При проектировании логических устройств по принципу «инверсия к инверсии» оказываются полезными следующие правила. ° Имя сигнала на выходе устройства должно содержать указание на тот же самый активный уровень, какой имеет выходной контакт устройства, то есть сигнал должен иметь низкий активный уровень, если выходной контакт в условном обозначении устройства содержит кружок инверсии, и иметь высокий активный уровень, если инверсии нет.
° Если активный уровень входного сигнала совладаете активным уровнем входного контакта, на который поступает данный сигнал, то логическая функция внутри символически обозначенной схемы активизируется, когда сигнал принимает активный уровень. Это является общепринятым для принципиальных схем. ° Если активный уровень входного сигнала противоположен активному уровню входного контакта, на который подается этот сигнал, то логическая функция внутри символически обозначенной схемы активизируется, когда указанный сигнал инвертирован. Всякий раз, если это возможно, такой ситуации следует избегать, потому что для понимания работы схемы она заставляет нас все время помнить об этом отрицании. ЯЕАОУ ). ЯЕООЕЗТ„Е ЕЯАВЕЕ ).
= )ТЕЗТ «(ЯЕАОУ ЙЕООЕЗТ) )' ЕМАВ).Е = ТЕЗТ я )ЯЕ«ОУ ЯЕООЕВТ) ТЕЗТ НА)Т=)ОСК«)ЯЕАОУ ЯЕООЕБТ)' еоск ). Рис. 5.12. Другой пример правильно нарисованной принципиальной схемы При желании можно записать алгебраические выражения для сигналов на выходах ЕМАВ1 Е 1 и НА1 Т. По мере составления выражения в результате перехода от схемы к схеме в сторону выхода, мы получаем выражения вида ЯЕА1Ут' 1 ' . ЯЕ00ЕЗТ' . Однако выражение ЯЕАЕ)т' 1.' можно упростить в соответствии с соглашением об указании активного уровня в именах сигналов. В схеме нет сигнала с именем ЯЕАОу; но если бы он присутствовал, то, согласно правилу присвоения имен, удовлетворял бы соотношению: ЯЕАОУ'= ЯЕА1)У 1.'.
Это позволяет нам записать выражения для сигналов ЕМАВ1,Е 1 и НА1 Т так, как показано на рис. 5.12. Инвертируя обе части равенства для ЕМАВ1.Е ~, получаем соотношение, которое описывает гипотетический высокий активный уровень выходного сигнала ЕНАВ 1-Е в условиях гипотетических высоких активных уровней входных сигналов. В этой и последующих главах мы увидим еще примеры построения схем по принципу «инверсия к инверсии», в частности тогда, когда начнем использовать более крупные логические элементы.
3.1. Стандарты документации 383 5.1.6. Расположение элементов на схеме Блок-схемы и принципиальные схемы следует рисовать так, чтобы входящие в их состав вентили были «нормапьно» ориентированы, то есть входы были слева, а выходы справа. В условных обозначениях больших логических элементов входы обычно также расположены слева, а выходы справа. На листе с полной схемой входы системы должны размещаться слева, а выходы справа, и основное направление передачи сигналов должно быть слева направо.
Если вход или выход находятся в середине страницы, то они должны быть продлены до левого или правого края соответственно. В таком случае читающий схему сможет найти все входы и выходы, глядя только на края страницы. Если есть возможность, то все пути сигналов в пределах листа должны быть неразрывными; линии, обозначающие связи, могут быть разорваны в том случае, когда рисунок оказывается перегруженным, но разрывы должны быть помечены в обоих направлениях, как описано ниже. Иногда, ради большей наппшности, блок-схемы рисуют так, чтобы не было пересечения линий, но в принципиальных схемах зто ниизгда не делается.
В таких схемах линии месут пересекаться, но места соединений бывают четко обозначены точками. Правда, в некоторых системах САП (а также у некоторых разработчиков) не получается изображать хорошо различимые точки в местах соединения. Чтобы отличать простое пересечение линий от соединения, принимается соглашение, согласно которому возможны только соединения типа «Т», как показано на рис. 5.13. Это хорошее соглашение, ему стоит следовать в любом случае. Рисование вручную Машинное рисование не допускаечси пересечение соединение соединение Рис. 5.13. Пересечение линий и места соединения Легче всего работать со схемами, помещающимися на одном листе. Реально самый большой лист бумаги может быть размером Е (34н х 44"; приблизительно формат АО).
Хотя нарисовать на нем можно очень много, но работать с листом бумаги такого размера неудобно, Лучшим компромиссом между площадью для рисования и удобством пользования является лист размера В (11" х 17"), Его легко сложить для хранения и с него можно снять копию большинством офисных копировальных устройств. Независимо от размера бумаги и схемы лучше всего использовать страницу в альбомной ориентации, то есть так, чтобы прохождение большинства сигналов изображалось в направлении слева направо вдоль длинной стороны листа.
Если схема не помещается на одном листе, то ее следует разбить на отдельные листы так, чтобы минимизировать связи между листами (и путаницу). Можно использовать также систему координат, аналогичную применяемой на дорожных 384 Глава б. Практическая разработка схем комбинационной логики картах и помечать сигналы 41иалсками (зфиа1у1адз) с указанием источников и приемников, размещенных на разных листах. Исходящий сигнал должен иметь флажки со ссылками на все точки назначения этого сигнала, в то время как входящий сигнал должен иметь флажок со ссылкой только на источник.
Другими словами, входящий сигнал должен сопровождаться указанием, где он сформирован, а не местом где-нибудь в середине цепочки адресатов, которые используют этот сигнал. Многостраничные схемы обычно имеют «плоскую» структуру. Каждый лист, как показано на рис. 5.14, выделен из полной схемы и может соединяться с любым другим листом так, как будто все листы расположены на одном большом листе. Однако почти так же, как и программы, схемы могут быть организованы по иерархическому принципу, как изображено парис. 5.15. При таком подходе схема «верхнего уровня» занимает всего один лист и может быть блок-схемой. Как правило, схема верхнего уровня не содержит никаких вентилей или других логических элементов; на ней бывают изображены только блоки, соответствующие крупным узлам системы, и связи между ними.
В свою очередь, состав блоков или крупных узлов системы раскрывается на листах более низкого уровня, которые могут содержать описания на уровне обычных вентилей или сами состоять из блоков, раскрываемых на еще более низких уровнях иерархии. Если более детальное раскрытие на одном из нижних уровней требуется ие один раз, то обращение к этому листу (или, в терминах программирования, «вызов») со стороны листов более высокого уровня может происходить многократно.
Рис. б.14. Плоская структура схемы Большинство автоматизированных систем проектирования поддерживают как плоские, так и иерархические варианты представления схем. В обоих случаях очень важно правильно присвоить имена сигналам, чтобы избежать некоторых распространенных ошибок; ° Подобно любой другой программе, программа, с помощью которой создает- ся схема, делает то, что вы говорите, а не то, что вы имеете в виду, Если вы б.т. Стендвртыдокумеитации 385 используете на разных листах слегка различающиеся имена одного и того же сигнала, то они не будут связаны между собой.
° Если же, наоборот, вы неосторожно используете одно и то же имя для различных сигналов на разных листах плоского варианта представления схемы, то в большинстве случаев программа послушно соединит их вместе, даже если вы не соединили их с помощью флажков на разнесенных листах. (При иерархическом варианте построения схем обычно допускается повторное использование имени в различных местах иерархии, так как программа связывает каждое имя с его местом в уровне иерархии.) я При иерархическом варианте построения схем необходимо быть внимательным при присвоении имен внешним интерфейсным сигналам на листах нижних уровней иерархии. Эти имена появятся внутри блоков, соответствующих листам нижнего уровня, при использовании данных блоков в верхних уровнях иерархии.
Очень легко перепутать имена сигналов или ошибочно указать активный уровень, расплачиваясь за это неправильной работой блока. ° Наконец, существует проблема, как правило, непосредственно не связанная с присвоением имен, но похоже, что у всех программ, с помощью которых рисуются схемы, есть свои капризы, проявляющиеся в том, что сигналы, которые выглядят как связанные один с другим, реально оказываются не связанными. Использование соглашения о Т-образном соединении, продемонстрированного на рис. 5.13, помогает свести эту проблему к минимуму. Рис.
6.15. Иерархическая структура схемы 386 Глава б. Практическая разработка схем комбинационной логики К счастью, у большинства программ, применяемых для создания схем, есть возможность обнаруживать многие из указанных ошибок, производя, например, поиск имен сигналов, не связанных ни с какими входами н выходами, а также имен, многократно присвоенных разным выходным сигналам. Но большинство разработчиков узнает, насколько важна тщательная перепроверка схемы вручную только на собственном горьком опыте создания печатной платы или специализированной ИС по схеме, содержащей какую-нибудь глупую ошибку.
5.1.7. Шины Согласно введенному ранее определенюо, шиной называется совокупность из двух или большего числа родственных по своему назначению сигнальных линий. Например, адресная шина микропроцессорной системы может состоять из 16 линий АООЯΠ— АООЯ1 б, а шина данных — из 8 линий ОАТАО-ОАТА7. Имена сигналов в шине не обязательно должны быть близкими ипи упорядоченными, как в этих первых примерах Микропроцессорная система, например, может иметь шину управления,состоящуюизпятисигналов:А1 Е,МЮ,ЯО 1„'ттЯ 1„иЯОУ. Для уменьшения объема рисунка и улучшения читаемости принципиальной схемы, используют специальную систему обозначения шин.
Как показано на рис. 5.16, шина имеет свое содержательное имя, типа АООЯ115:О), ОАТА17:О) или СО1чТЯ01.. Для обозначения размерности шины ее нмя может включать скобки и двоеточие. Шины изображаются более жирными линиями, чем обыкновенные сигналы. Включение отдельных сигналов в шину или отвод нз нее осуществляется обычными сигнальными линиями, соединяемыми с шиной с указанием имени сигнала. Часто используется также специальный символ подключения, как показано в нашем примере.
Система САО прослеживает путь отдельных сигналов в шине. Когда приходит время на самом деле изготовлять устройство по данной принципиальной схеме, отдельные сигнальные линии в шине рассматриваются так„как если бы все они был нарисованы отдельно. Символы справа на рис. 5. 16 являются сигнальными флажками, указы веющимими связи между листами. Они показывают, что шина 1А уходит на листе номером 2, шина ОВ является двунаправленной и соединяется с листом 2, шина С01чТЯО1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
