Разработка схемы на вентильном уровне.

СМОЛЕНСКАЯ АКАДЕМИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МДК.01.02 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проектирование цифрового устройства – мультиплексор с числом информационных входов n3

Преподаватель                                                                                Абкин Д.Д.

Исполнитель

Студент группы БУ 14-1                                                         Афонченков В.И

Смоленск, 2017

Содержание:

Введение

1.Техническое задание

2.Разработка схемы на вентильном уровне (элементы: И, ИЛИ и НЕ)

2.1Разработка таблицы истинности

2.2Разработка и минимизация схемы с помощью Карт Карно

2.3Разработка схемы

2.4Возможные варианты реализации

3.Разработка временных диаграмм

4.Схема устройства с управляющим сигналом

5.Возможные другие варианты реализации

6.Заключение

Техническое задание.

Функциональная сложность современных элементов дискретных устройств, оцениваемая числом логических вентилей, реализуемых на кристаллах больших интегральных схем (БИС), имеет тенденцию к возрастанию. Повышение уровня интеграции элементов требует новых подходов к синтезу схем дискретных устройств.

В промышленной автоматике, вычислительной технике, средствах передачи и обработки данных используются новые типы элементов, выполняющих сложные вычислительные функции и реализованных в виде БИС. Реализация комбинационных и последовательных автоматов на их основе представляет собой новую и мало изученную область теории дискретных управляющих устройств. К настоящему времени существует относительно большой перечень литературных источников [1-5], содержащих изложение эвристических методов синтеза дискретных устройств на схемах среднего и большого уровня интеграции.

Привлекательность мультиплексоров, постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) и программируемых логических матриц (ПЛМ) как технического базиса структурной реализации дискретных устройств объясняется следующими причинами.

Выполненные на схемах среднего и большого уровня интеграции, эти элементы обеспечивают проектируемым схемам повышенные надежные показатели, снижение стоимостных и массогабаритных характеристик, возрастание быстродействия и уменьшение энергопотребления.

Рассматриваемые как универсальные функциональные модули, мультиплексоры, ПЗУ и ПЛМ обладают свойством настраиваемости на выполнение определенных функций. При этом степень настройки различна и меняется от электрической (свойственна мультиплексорам) до программной (характерна для некоторых видов ПЗУ и ПЛМ). Настраиваемость модулей придает реализуемым на их основе схемам свойство гибкости по отношению к выполняемым алгоритмам. В этом смысле реализация автоматов на таком базисе, как репрограммируемые ПЗУ (ПЛМ), приближается к их реализации на микропроцессорах. Вместе с тем, при построении схем на ПЗУ (ПЛМ) сохраняется основное преимущество автоматов с жесткой логикой - высокое быстродействие.

Мультиплексор - есть комбинационная схема, имеющая входов и один выход и осуществляющая операцию передачи сигнала с одного из своих входов на выход [1]. Причем m - число адресных входов (селекторные шины), - число информационных входов (информационные шины). Адреса представляются в двоичном коде. Каждому адресу соответствует свой информационный вход, сигнал с которого при данном адресе проходит на выход. Основная функция МS - коммутация входных сигналов на один выход. Выпускаются в виде готовых интегральных схем среднего уровня интеграции.

Термином «мультиплексирование» называют процесс передачи данных от нескольких источников по общему каналу, и любое устройство, осуществляющее на передающей стороне операцию сведения данных в один канал, принято называть мультиплексором.

Разработка схемы на вентильном уровне.

Логические функции обычно принимают 2 значения: лог. 1 и лог. 0. Для задачи таких функций обычно используются 2 способа:

1) Аналитический

2) Таблица истинности

Элемент «НЕ»: Представляет собой функцию одной переменной f(x)=x¯. Выполняет функцию инверсии или логического отрицания, а элемент называется инвертор.

Элемент «ИЛИ»: Это элементарная функция двух переменных f(x)=x1vx2. Выполняет функцию логического сложения и обычно называется дизъюнкция, а элемент дизъюнктор.

Элемент «И»: Это элементарная функция двух переменных f(x)=x1 &x2. Выполняет функцию логического умножения и обычно называется конъюнкция, а элемент коньюнктор.