Файл: Пакулов, Н. И. Мажоритарный принцип построения надежных узлов и устройств ЦВМ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 101
Скачиваний: 0
Алгоритм синтеза мажоритарных узлов с памятью можно сформулировать следующим образом:
1) определить систему переходов и выходов задан ного узла;
2)выбрать тип элементарного автомата;
3)составить обобщенную таблицу переходов, выхо дов и функций возбуждения заданного узла;
4) составить выражения для функций возбуждения
ифункций выходов на основании обобщенной таблицы;
5)преобразовать полученные выражения для пред ставления их с помощью МЭ;
6)составить структурную схему узла на основе пре образованных выражений.
Следуя изложенному алгоритму, проведем синтез основных узлов ЦВМ, имеющих обратные связи.
Синтез типовых мажоритарных узлов с памятью
Синтез триггеров. При синтезе мажоритарных триг геров для экономии оборудования целесообразно в ка честве элементарного автомата использовать МЭ, совме щающий логические функции с функциями задержки. Матрица переходов МЭ как элемента задержки имеет следующий вид:
0 — 0 |
Q |
|
|
0 |
|
||
0 — 1 |
(2.53) |
||
1 |
|||
1 — о |
|||
0 |
|
||
|
|
1 — 1 |
1 |
|
Слева от матрицы записаны типы переходов. Рассмотрим порядок построения триггеров с различ
ным количеством входов.
Триггер со счетным входом (Г-триггер). Триггер со счетным входом должен изменять свое состояние на противоположное с приходом каждого очередного вход ного сигнала. На основании условий работы заданного узла и матрицы переходов выбранного элементарного автомата составим обобщенную таблицу переходов и функции возбуждения триггера со счетным входом
(табл. 2.8).
112
|
|
|
"Таблица 2.8 |
|
|
в«+. |
я |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Используя табл. 2.8, составим выражения для функ ции возбуждения q:
q = |
x s Qt V x j § t |
(по единицам), |
Я= |
(xs V Qt) |
V Qt) = x sQt_(xs V Qt) (по нулям). |
Преобразуем полученные соотношения для их пред ставления с помощью МЭ:
? = ( * s # Q i # 0 ) # ( * s # ( j t # 0 ) # l , |
( 2 . 5 4 ) |
q—(^s^Qt^O) Ф (-^s^fcQt^M) |
(2.55) |
Структурные схемы триггеров со счетными входами, по строенные в соответствии с уравнениями (2.54) и (2.55), показаны на рис. 2.22 и 2.23.
Рис. 2.22. Структурная схема |
Рис. 2.23. |
Структурная |
схема |
Г-триггера (модификация 1). |
Г-триггера |
(модификация |
2). |
У-триггер с входом для установки в состояние «О».
Данный триггер имеет кроме счетного входа вход для установки в нулевое состояние. Таблица переходов и функция возбуждения триггера со счетным входом и входом для установки в состояние «О» согласно усло виям работы и матрице переходов (2.53), составленной для элементарного автомата, приведена в табл. 2.9.
8—703 |
113 |
|
|
|
Т а б л и ц а 2.9 |
|
|
*0 |
Of |
Of+i |
<7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
г |
1' |
0 |
_ |
_ |
1' |
I' |
1 |
— |
— |
Примечание. Штрихами отмечены запрещенные комбинации вход ных сигналов.
Функция возбуждения в этом случае равна:
q = |
х 0 (xs V Qt) x sQi, |
x sx 0 ■=О, |
|
|
Я= [ (*s#Q<#0) # |
(*s#Q<# 1) # 0 ] # zo # 0 = |
|
||
- |
O ^m W O ) # (xs#Q f#zo) # 0 |
(2.56) |
||
(равносильность 8). |
схемы |
триггера показан на |
||
Полученный |
вариант |
|||
рис. 2.24. |
|
|
|
|
ГЫ
Рис. 2.24. Структурная схема Рис. 2.25. Структурная схема Г-триггера с входом для гашения. /JS-триггера (модификация 1).
Триггер с раздельными входами (/?5-триггер). Триг
гер с раздельными входами |
имеет вход |
для установки |
в состояние «1» и вход для |
установки в |
состояние «0». |
Функции переходов и возбуждения триггера с раздель ными входами приведены в табл. 2.10.
При запрещенных |
комбинациях |
входных |
сигналов |
(отмеченных в табл. 2.10 штрихами) |
функция возбужде |
||
ния может принимать |
произвольное |
значение |
(at, а2). |
В зависимости от конкретных значений неопределенных
114
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.10 |
Xi |
*0 |
Q* |
+ 1 |
я |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1' |
1' |
0 |
— |
«1 |
к |
V |
1 |
— |
Пг |
коэффициентов at и а% можно получить несколько ва
риантов схем триггеров с раздельными входами: |
|
||
1. |
ai— 1, |
а2= 0, |
|
<7 = |
x ^ Q t V |
* . * » Qt V * i * o Q t V * i * o Q t = * , Q t V |
* o Q t » |
|
<7= (* i# £ * # 0 )# (z o # Q (# 0 )# l. |
(2.57) |
|
Структурная схема триггера с раздельными входами, построенная согласно уравнению (2.57), показана на рис. 2.25.
Рис. 2.26. |
Структурная схема |
Рис. 2.27. Структурная схема RS- |
-триггера |
(модификация 2). |
триггера (модификация 3). |
2 Gi= a2= 0,
q —- х , х 0Qt V * .* о Qt V * . * 0Q t = *o (* iV Q i) -
<7 = ( * i # Q i # l ) # ^ o # 0 .
Второй вариант схемы триггера с раздельными вхо дами приведен на рис. 2.26.
3. а , = а , — |
1, |
q = х ,х Д ьV * ,* o Q i V * .* с А V |
|
Ny |
\ / * ,*oQ i ^ —* 1 N/ *oQtr |
|
q = (л:0 # Q t # 0) # л:, # 1. |
Третий вариант схемы триггера с раздельными вхо дами показан на рис. 2.27.
8* |
115 |
|
q — x, XoQt V |
Qt V Xi-XoQt V XiX0Qt = |
|
||||
|
|
— X^ayXoQtX/X.Qt, |
|
|
|||
|
|
ТхгХо— Х & У XlQt — Qt> |
|
||||
|
|
|
f - |
= x 1\ J x iQt = x 1 , |
|
|
|
|
|
|
X\Xq |
|
|
|
|
q = (xt # л:0 # *,) # |
(л, # л:0 # x t) # Qt = |
x t # x 0# |
Qt. (2.58) |
||||
в |
Схема триггера с раздельными входами, построенная |
||||||
соответствии с |
уравнением |
(2.58), |
приведена па |
||||
рис. 2.28. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Она реализуется на одном УМЭ без использования |
||||||
постояного уровня напряжения. |
|
|
|
||||
|
|
п |
|
Рис. |
2.28. Структурная |
схема |
|
|
*1 |
— |
|
/?5-триггера (модификация 4). |
|||
с |
Триггер |
с тремя |
вхрдами. |
(^5-Г-триггер). |
Триггер |
||
тремя входами |
является объединением ^5-триггера |
||||||
с Г-триггером. Таблица переходов и функции возбужде
ния /?5-Г-триггера приведены в табл. 2.11. |
|
сигна |
||||
Наличие |
запрещенных комбинаций входных |
|||||
лов, обозначенных |
в табл. |
2.11 |
штрихами, |
позволяет |
||
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.11 |
|
|
* 1 |
Х0 |
Qf |
|
<7 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
-о |
1' |
1' |
0 |
— |
а х |
|
0 |
I' |
г |
1 |
— |
а г |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
V |
0 |
1' |
0 |
____ |
« 3 |
|
V |
0 |
1' |
1 |
— |
А. |
|
г |
1' |
0 |
0 |
— |
а ъ |
|
V |
г |
0 |
1 |
— |
|
|
V |
V |
1 |
0 |
.— |
« 7 |
|
1' |
V |
1 |
1 |
|
|
|
116