Совершенная конъюктивная нормальная форма (скнф)
Еще одним способом реализации цифровых комбинационных схем является запись логического выражения в совершенной конъюктивной нормальной форме (СКНФ). Применение СКНФ оправдано при большом количестве логических единиц в выходном сигнале проектируемой цифровой схемы, как это показано в качестве примера в таблице истинности 2, или в ЭСЛ-микросхемах.
Таблица 2.2 Пример таблицы истинности 2.2
|
№ комбинации |
Входы |
Выходы | ||||
|
8 |
4 |
2 |
1 |
A |
b | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Для реализации цифрового комбинационного устройства по таблице истинности при помощи логических элементов "ИЛИ" (СКНФ) достаточно рассмотреть только те строки таблицы истинности, которые содержат логические "0" в выходном сигнале. Строки, содержащие в выходном сигнале логическую "1" в построении логического выражения, а, следовательно, и принципиальной схемы цифрового устройства не участвуют. Каждая строка, содержащая в выходном сигнале логический "0", реализуется схемой логического элемента "ИЛИ" с количеством входов, совпадающим с количеством входных сигналов в таблице истинности.
Для построения схемы, реализующей сигнал Out0, достаточно рассмотреть строки, выделенные курсивом. В рассматриваемой таблице истинности имеются всего две строки, содержащие логический ноль в выходном сигнале a, поэтому в формуле СКНФ будет содержаться две суммы входных сигналов:
Входные сигналы, описанные в таблице истинности логическим нулём, подаются на вход этой схемы непосредственно, а входные сигналы, описанные в таблице истинности логической единицей, подаются на логического элемента "ИЛИ" через инверторы. Объединение сигналов с выходов схем "ИЛИ", реализующих отдельные строки таблицы истинности, производится при помощи схемы логического элемента "И". Количество входов в схеме "И" определяется количеством строк в таблице истинности, в которых в выходном сигнале присутствует логическая единица.
Полученная формула в схеме на рисунке 9 реализуются микросхемой D2.
Для построения схемы, реализующей сигнал b, достаточно рассмотреть строки, выделенные жирным шрифтом. Эти строки в схеме на рисунке 9 реализуются микросхемой D3. Принцип построения этой схемы не отличается от примера, рассмотренного выше. В таблице истинности присутствуют всего две строки, содержащие ноль в выходном сигнале b, поэтому в формуле СКНФ выхода b будет содержаться две суммы входных сигналов:
4.3 Дешифраторы (декодеры)
Декодеры (дешифраторы) позволяют преобразовывать одни виды бинарных кодов в другие. Например, преобразовывать позиционный двоичный код в линейный восьмеричный или шестнадцатеричный. Преобразование производится по правилам, описанным в таблицах истинности, поэтому построение дешифраторов не представляет трудностей. Для построения дешифратора можно воспользоваться правилами синтеза логической схемы для произвольной таблицы истинности.