3 Синтез та дослідження комбінаційних схем на дешифраторах і мультиплексорах
3.1 Мета заняття
Засвоїти методику машинного (віртуального) і натурного моделювання та дослідження комбінаційних схем (КС) на дешифраторах і мультиплексорах як базових функціональних елементах середнього ступеня інтеграції.
3.2 Суть заняття
ПЛЗ спрямоване на одержання навичок реалізації заданої ЛФ (створення КС) з застосуванням дешифраторов (ДШ) і мультиплексоров (МП), засвоєння методики машинного та натурного моделювання і дослідження КС. При віртуальному дослідженні використовується пакет EWB [1].
Це ПЛЗ базується на матеріалі попередніх.
В результаті проведення ПЛЗ студент повинен:
- знати принципи та методику синтезу, моделювання і дослідження реалізацій заданих ЛФ на ДШ і МП;
- вміти виконувати синтез, віртуальне і натурне моделювання та дослідження КС на ДШ і МП;
- мати уявлення про можливості і обмеження використання ДШ і МП при синтезі КС.
3.3 Методичні вказівки з організації самостійної роботи
При підготовці до ПЛЗ необхідно опрацювати теоретичний матеріал [4, с. 11-13; 6, с. 118-120, 122-125; 7, с. 10-13; 10, с. 17-32], а також конспект лекцій; керуватись загальними методичними вказівками з організації самостійної роботи при підготовці до ПЛЗ; проаналізувати суть індивідуального завдання (табл.1.1), в домашніх умовах “вручну” виконати синтез КС на базі ДШ і МП; проаналізувати шляхи виконання роботи за програмою ПЛЗ (п. 3.4).
Відомо, що при реалізації ЛФ в ряді випадків можна зменшити кількість корпусів ІМС, використовуючи ІМС середнього ступеня інтеграції, наприклад дешифраторів, демультиплексорів, мультиплексорів і суматорів.
Загальні передумови застосування дешифраторів (ДШ) при побудуванні КС полягають у тому, що дешифратор з N інформаційними входами реалізує усі констітуенти одиниці. Тоді, для реалізації ЛФ від m змінних достатньо за допомогою елемента OR (диз’юнктора) одержати диз’юнкцію констітуент одиниці тих наборів, на яких функція приймає одиничні значення. Якщо дешифратор має інверсні виходи, то у відповідності до закону де Моргана, замість елемента OR слід використовувати елемент NOT-AND.
Дешифратори найбільш доцільно використовувати при реалізації систем ЛФ. В цьому випадку для побудови загальної КС потрібен один дешифратор і стільки часткових КС, скільки функцій містить система.
Застосування мультиплексора при побудуванні КС обумовлене тим, що мультиплексор з N інформаційними входами (каналами) і nА = log2 N адресними входами дозволяє виключити nА з m змінних ЛФ, подаючи решту через залишкові функції (подаються на інформаційні входи), кожна з яких залежить не більш як від m - nА змінних.
Залишкові функции можуть бути реалізовані будь-яким способом. Зокрема, кожна з них може бути подана через свої залишкові функції з використанням мультиплексорів. В кожному конкретному випадку необхідно оцінювати складність схем при тому чи іншому способі реалізації функції. Зауважимо, що складність схем залежить від того, які змінні виключаються. Для одержання найпростішої схеми може знадобитися перебір усіх комбінацій змінних, які утворюють залишкові функції.
Синтез рекомендуємо провести за викладеними нижче методиками, засвоєння яких закріплено прикладами реалізації конкретних ЛФ.
Методика синтезу КС на дешифраторах (ДШ) така.
1. Словесне завдання (опис) ЛФ m вхідних змінних Y (Хm , Хm-1, ..., Х1).
2. Табличне подавання ЛФ (таблиця істинності) та запис її у ДДНФ.
3. Вибір типу ДШ (за числом інформаційних входів N) з номенклатури ІМС, які випускає промисловість (табл.3.1 та табл.3.13). Тут рішення неоднозначне, тому можливі варіанти:
а) N m - усі вхідні змінні є інформаційними для ДШ, причому при N > m для N - m інформаційних змінних слід прийняти значення, рівні 0 (в старших розрядах);
б) N < m - виконують мінімізацію ЛФ і вибирають ті N вхідних змінних, які найчастіше (як з інверсією так і без неї) входять в мінімізовану ЛФ (МДНФ) і сгруповані ідентично мінтермам ЛФ Кі (), де = (ХN , ХN-1, ..., Х1) - набори інформаційних змінних, i = 0, 1, 2, ..., 2N - 1.
4. Формування доданків ЛФ з мінтермів Кі () та (для варианту "б") залишившихся m - N вхідних змінних.
5. Підставлення сформованих доданків в вираз для ЛФ і наступна алгебраїчна мінімізація, перевірка оптимальності вибору вхідних змінних, якщо МДНФ має більш одного подавання (повторюючи вказані дії для кожного з них). Оптимальним є рішення, яке забезпечує елементну мінімізацію.
6. Побудова схеми електричної функціональної спроектованої КС за одержаними для ЛФ виразами.
Таблиця 3.1 - Типові дешифратори
Тип ДШ (N/n) |
Серія, позна- чення |
Тех-но- логія |
Тип ДШ (N/n) |
Серія, позна- чення |
Тех- но- логія |
Тип ДШ (N/n) |
Серія, позна- чення |
Тех-но- логія |
2/4 |
133ИД4 |
ТТЛ |
2/4 |
1500ИД170 |
ЕЗЛ |
3/8 |
161ИД1 |
МОП |
|
155ИД4 |
ТТЛ |
4/16 |
133ИД3 |
ТТЛ |
|
500ИД161 |
ЕЗЛ |
|
530ИД14 |
ТТЛШ |
|
134ИД3 |
ТТЛ |
|
500ИД162 |
ЕЗЛ |
|
531ИД14 |
ТТЛШ |
|
155ИД3 |
ТТЛ |
|
508ИД1 |
МОП |
|
533ИД4 |
ТТЛШ |
|
501ИД1П |
МОП |
|
530ИД7 |
ТТЛШ |
|
533ИД7 |
ТТЛШ |
|
1564ИД3 |
МОП |
|
531ИД7 |
ТТЛШ |
|
555ИД4 |
ТТЛШ |
3/8 |
100ИД161 |
ЕЗЛ |
|
555ИД7 |
ТТЛШ |
|
555ИД14 |
ТТЛШ |
|
100ИД162 |
ЕЗЛ |
|
700ИД162 |
ЕЗЛ |
|
564 ИД7 |
МОП |
|
155ИД7 |
ТТЛ |
|
1564ИД7 |
МОП |
Примітка до та6л. 3.1: дешифратори 2/4 сдвоєні, можливо використовувати як дешифратори 3/8; всі ДШ, за вийнятком хххИД162, мають інверсні виходи.
Приклад 3.1 Побудувати КС на базі дешифратора, яка реалізує одержання двох ЛФ: а) m = 4, Y1 = 1 на наборах вхідних змінних 0, 1, 5, 7, 1З; б) m = 6, Y2 = 1 на наборах 9, 1З, 25, 27, 29, 31.
Рішення проведемо сумісно для обох ЛФ. Скористуємося результатами ПЛЗ 1. В ДДНФ ЛФ Y1 (Хі ) та Y2 (Хі ) подані відповідно первинними виразами (1.1) і (1.3).
Вибираємо ДШ, керуючись рекомендаціями п.3 методики та табл.3.1. Виходячи з того, що ЛФ Y2 (Х6 , Х5, ..., Х1), розрахунок ведемо на гірший випадок, тобто для m = 6. Тоді маємо N < m, тому що максимальне число інформаційних входів N ДШ, які випускає промисловість, дорівнює чотирьом. Приймемо ДШ 4/16 за базовий.
Мінімізуємо ЛФ Y1 (Хі ) та Y2 (Хі ) відомим способом (див. ПЛЗ 1, п. 1.3) і одержуємо відповідно вирази (1.2) і (1.6).
Вибираємо з виразів (1.2) і (1.6) ті N (чотири) вхідні змінні, які входять до них найбільше число разів (як з інверсією, так і без неї), тобто приоритетні змінні. Такими змінними є Х4 , Х3 , Х2 , Х1 (подаємо їх на інформаційні входи дешифратора, в подальшому назвемо інформаційними змінними). Вхідні змінні Х6 та Х5 , що залишилися, увійдуть у вираз (1.6) за рахунок виконання додаткових логічних операцій.
Сформуємо доданки ЛФ Y1 (Хі ) та Y2 (Хі ) з мінтермів вибраних інформаційних змінних та залишившихся вхідних змінних Х6 і Х5.
Виразимо Y1 (Хі ) - вираз (1.2) через мінтерми інформаційних змінних Kj (X4 ,..., X1) , використовуючи розподільний закон і правило доповняльності [можна також використати первинний вираз (1.1)]. Одержимо
Y1
=
+
Х1
= K0 + K1 + K5 + K7 + K13 . (3.1)
Аналогічно виразимо Y2 (Хі ) . Попередньо розкриємо дужки в виразі (1.6), виділивши явно доданки ЛФ:
(3.2)
Подамо Y2 (Хі ) - вираз (3.2) через мінтерми інформаційних змінних Kj (X4 ,..., X1) , використовуючи розподільний закон і правила незмінності та доповняльності:
=
Х4
Х3
Х1
+
Х4
Х1
+
+ Х5 Х4 Х3 Х2 Х1 + Х5 Х4 Х2Х1 + Х5 Х4 Х3 Х1 + Х5 Х4 Х1 =
= ( K13 + K9) + Х5 (K15 + K11 + K13 + K9) =
= [ K13 + K9 + Х5 (K15 + K11)]. (3.3)
Зауважимо, що те ж саме можна одержати, якщо використати первинний вираз (1.3) і здійснити тотожні перетворення.
На підставі одержаних виразів (3.1) та (3.3) будуємо схему електричну функціональну у вільному логічному базисі (рис. 3.1).
1. Словесне завдання (опис) ЛФ m вхідних змінних Y (Хm , Хm-1, ..., Х1).
2. Табличне подавання ЛФ (таблиця істинності), запис її у ДДНФ з наступною мінімізацією.
3.
Вибір типу МП (числа каналів N
)
з співвідношення
(по можливості
N
визначають з Рисунок 3.1 - КС на ДШ
співвідношення
),
керуючись номенклатурою ІМС, які випускає промисловість (табл.3.2).
Таблиця 3.2 - Типові мультиплексори
N |
Серія, позначення |
Техно- логія |
Ви- хід |
N |
Серія, позначення |
Техно- логія |
Ви- хід |
2** |
530КП14 |
ТТЛШ |
І, Z |
4 |
1533КП2 |
ТТЛШ |
І |
|
531КП11 |
ТТЛШ |
П, Z |
|
1533КП12 |
ТТЛШ |
П,Z |
|
531КП14 |
ТТЛШ |
І, Z |
8 |
100КП164 |
ЕЗЛ |
П |
|
533КП11 |
ТТЛШ |
П, Z |
|
133КП5 |
ТТЛ |
І |
|
533КП14 |
ТТЛШ |
І, Z |
|
133КП7 |
ТТЛ |
П, І |
|
555КП11 |
ТТЛШ |
П, Z |
|
134КП10 |
ТТЛ |
І |
|
555КП14 |
ТТЛШ |
І, Z |
|
155КП5 |
ТТЛ |
І |
|
1533КП14 |
ТТЛШ |
І, Z |
|
155КП7 |
ТТЛ |
П, І |
|
1561КП14 |
КМОП |
І |
|
500ИД164М |
ЕЗЛ |
П |
4* |
134КП9 |
ТТЛ |
П |
|
500КП163 |
ЕЗЛ |
П |
|
155КП2 |
ТТЛ |
І |
|
530КП17 |
ТТЛШ |
І, Z |
|
530КП2 |
ТТЛШ |
І |
|
531КП7 |
ТТЛШ |
П, І, Z |
|
531КП2 |
ТТЛШ |
І |
|
531КП15 |
ТТЛШ |
П, І, Z |
4 |
533КП2 |
ТТЛШ |
І |
|
533КП7 |
ТТЛШ |
П, І |
|
533КП12 |
ТТЛШ |
П,Z |
|
533КП15 |
ТТЛШ |
П, І, Z |
|
555КП2 |
ТТЛШ |
І, Z |
|
555КП7 |
ТТЛШ |
П, І, Z |
|
555КП12 |
ТТЛШ |
П,Z |
|
555КП15 |
ТТЛШ |
П, І, Z |
|
555КП17 |
ТТЛШ |
І, Z |
|
561КП2 |
КМОП |
П |
|
561КП1 |
КМОП |
П |
|
564КП2 |
КМОП |
П |
|
564КП1 |
КМОП |
П |
|
1500КП163 |
ЕЗЛ |
П |
|
1531КП2 |
ТТЛШ |
І |
|
1533КП17 |
ТТЛШ |
П, І |
Примітка до табл. 3.2: символи * і ** позначають відповідно сдвоєний і счетвєрьоний мультиплексори; І, П та Z - інверсний, прямий та високоімпедансний виходи відповідно.
4.
Вибір адресних змінних
(
)
на
підставі аналізу МДНФ ЛФ за правилом:
на адресні входи слід подавати ті змінні,
які входять до МДНФ найбільше число
разів як з інверсією
(
),
так і без неї (Хi
),
де i
( 1, m).
5. Визначення мінімізованої функції діяння на інформаційні входи МП залишившихся m - nA вхідних змінних, використовуючи табличний або алгебраїчний підходи (в ПЛЗ слід використати обидва).
6. Перевірка вірності прийняття рішення підставленням функцій інформаційних і мінтермів адресних змінних у вираз для ЛФ МП. Збіг одержаної ЛФ з заданою є критерієм вірності.
7.
Перевірка
оптимальності вибору адресних змінних
(у випадку, якщо МДНФ має більш одного
подавання або якщо є інформаційні
змінні, які входять в
МДНФ
стільки ж разів, як і адресні) -
повторення
п.п.
4-6.
Оптимальним є варіант, який дає більше
число функцій інформаційних змінних,
рівних 0 або
1,
тому що в цьому випадку такі інформаційні
входи МП не будуть навантажувати джерела
сигналів Хі
та
.
8. Побудова схеми електричної функціональної за результатами проведеного синтезу.
Приклад 3.2. Побудувати КС на базі мультиплексора, яка реалізує одержання двох ЛФ: а) m = 4, Y1 = 1 на наборах вхідних змінних 0, 1, 5, 7, 1З; б) m = 6, Y2 = 1 на наборах 9, 1З, 25, 27, 29, 31.
Рішення проведемо сумісно для обох ЛФ, використовуючи обидва підходи (алгебраїчний та табличний) до визначення інформаційних змінних.
Табличне подавання заданих ЛФ та їх мінімізація вже проведені в ПЛЗ 1, тому одержані результати (1.2) і (1.6) візьмемо за основу.
Здійснемо вибір типу МП, керуючись рекомендаціями п.3 методики і табл.3.2. В нашому випадку можливі два варіанти вибору: сдвоєний 4-канальний або два 8-канальних мультиплексора.
Проведемо синтез по першому варианту, тобто використовуючи сдвоєний 4-канальний мультиплексор.
З вхідних змінних виберемо ті, які будуть адресними (за правилом п.4 методики). Початкові ЛФ в МДНФ подані виразами (1.2) і (1.6). Вибираємо, як адресні змінні Х4 і Х2 .
Визначимо залишкові функції діяння на інформаційні входи сдвоєного мультиплексора: Aj = f (X3, X1) для Y1 і Bj = f (X6, X5, X3, X1) для Y2.
Тут можливі два підходи: табличний [4] і алгебраїчний (треба реалізувати обидва).
Суть
табличного підходу
така.
Ячейки початкових карток Карно (КК) для
кожної з ЛФ
нумеруються числами адреси j,
яка визначається двоїчним кодом тільки
вибраних адресних змінних. Числа j
розбивають КК на
частин (КК для комбінацій вхідних
змінних, які не увійшли до складу вибраних
адресних змінних) по
ячейок в кожній з них.
Виділимо
кожну з
цих
частин, накладаючи пронумеровані КК
на
початкові (виділяючи тим самим приватні
КК для кожної функції відповідного
інформаційного входа). Після цього
визначимо і мінімізуємо кожну інформаційну
функцію по відомій методиці (див. ПЛЗ
1).
Таблиця 3.3 - Нумерація числами
адреси
КК для
|
||||
|
|
|||
|
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
0 |
0 |
1 |
1 |
01 |
0 |
0 |
1 |
1 |
11 |
2 |
2 |
3 |
3 |
10 |
2 |
2 |
3 |
3 |
Згідно суті табличного підходу, виконаємо мінімізацію функцій Aj і Bj для вибранного сдвоєного 4-канального мультиплексора. Приватні КК для Aj і Bj подані табл. 3.5 - табл. 3.12.
Таблиця
3.4 - Нумерація числами адреси КК для
|
||||||||
|
|
|||||||
|
000 |
001 |
011 |
010 |
110 |
111 |
101 |
100 |
000 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
001 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
011 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
010 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
110 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
111 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
101 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
100 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Таблиця 3.5 - А0 Таблиця 3.6 - А1 Таблиця 3.7 - А2 Таблиця 3.8 - А3
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
Таблиця 3.9 - В0 Таблиця - 3.10 - В1
|
|
|||
|
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|||
|
00 |
01 |
11 |
10 |
|
||
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
00 |
01 |
11 |
10 |
|
||
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
01 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
||
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
00 |
01 |
11 |
10 |
|
||
00 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
||
01 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
||
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
||
Після "склеювання" одержуємо:
A0 = + X1 ; A1 = X3 X1 ; A2 = X3 X1 ; A3 = 0 ;
B0
= 0 ;
B1
= 0 ; B2
=
Х1
; B3
=
Х5
Х1
.
Суть алгебраїчного підходу така. При завданні ЛФ в ДДНФ функції інформаційних змінних визначають як співмножники мінтермів адресних змінних з наступною мінімізацією. Якщо ЛФ задана в МДНФ, її попередньо перетворюють таким чином, щоб одержати всі набори з адресними змінними. При цьому, природньо, тотожних перетворень менше. В нашому випадку ЛФ в МДНФ задані виразами (1.2) і (1.6).
Мінтерми адресних змінних Kj (X4 , X2) :
К0 = ; К1 = Х2 ; К2 = Х4 ; К3 = Х4 Х2 .
Тоді вирази (1.2) та (1.6) будуть мати такий вигляд:
Y1
=
+
Х1
=
K0
+
Х1
K0
+ Х3
Х1
K0
+
= ( + Х1 )K0 + Х3 Х1(K1 + K2) ; (3.4)
Y2 = Х4 Х1 + Х5 Х4 Х1 = Х4 Х1 + Х5 Х4 Х1 +
+ Х5 Х4 Х2 Х1 = Х1 К2 + Х5 Х1 К2 + Х5 Х1 К3 =
= Х1 К2 + Х5 Х1 К3 . (3.5)
З виразів (3.4) та (3.5) одержимо функції інформаційних змінних як співмножники мінтермів адресних змінних:
A0 = + X1 ; A1 = X3 X1 ; A2 = X3 X1 ; A3 = 0 ;
B0 = 0 ; B1 = 0 ; B2 = Х1 ; B3 = Х5 Х1 .
Не важко пересвідчитись, що результати, одержані для функцій інформаційних змінних при табличному і при алгебраїчному підходах співпадають. Зробимо перевірку, наскільки вони відповідають дійсності. Це здійснемо підстановкою Aj , Bj та Kj (X4 , X2) у вираз для ЛФ мультиплексора
; 
і використовуючи тотожні перетворення:
Y1 = ( + Х1) + Х3 Х1 Х2 + Х3 Х1 Х4 = + + Х1 + Х3 Х2 Х1 + Х4 Х3 Х1 = + Х3 Х1 +
+
Х1
+
Х3
Х2
Х1
+ Х4
Х3
Х1
=
= + Х3 Х1 + Х3 Х1
(після об’єднання першого і третього, другого і четвертого, а також другого і п’ятого елементарних добутків, на підставі розподільного закону і правил універсальної та нульової множини, додатковості та незмінності);
Y2 = Х1 Х4 + Х5 Х1 Х4 Х2 = Х4 Х1( + Х5 Х2) =
=
Х4
Х1(
+ Х5
+
Х5
Х2)
=
Х4
Х1(
+ Х5)
.
Одержані ЛФ співпадають з початковими (1.2) і (1.6), тому рішення вірне.
Побудуємо схему електричну функціональну спроектованої КС на МП у вільному логічному базисі (рис. 3.2) згідно одержаних виразів для Aj і Bj , а також з урахуванням, що адресні змінні - це X4 і X2 .
Рисунок 3.2 - КС на сдвоєному МП
3.4 Аудиторне заняття
3.4.1 Аудиторне заняття має дві складові: рішення задач моделювання побудованих у результаті синтезу схем електричних функціональних; їх експериментальне віртуальне та натурне дослідження (аналогічно ПЛЗ 2).
3.4.2 Проводиться перевірка виконання індивідуальних завдань і результатів синтезу заданих КС, обміркування методик моделювання і експериментального дослідження, розбір тих задач, рішення яких викликало ускладнення.
Дослідження розроблених КС на ЕОМ необхідно провести у двох режимах: статичному і динамічному, а в лабораторії - у статичному режимі (див. п.2.5.2).
3.4.3 Порядок виконання роботи у обсязі ПЛЗ такий.
` Запустіть пакет EWB з робочого столу WINDOWS.
Змоделюйте синтезовану КС спочатку на базі ДШ, а потім - на базі МП, використовуючи набори елементів Combinational, Gates, Passive і Indic для WEWB41 чи Sources, Basic, Logic Gates, Digital і Indicators для EWB512 та здійснивши необхідні з’єднання для створення функціональної схеми [1].
При складанні КС на базі ДШ у лінійці Combinational для WEWB41 чи в меню Digital для EWB512 слід вибрати позицію DEC/DEMUX чи DEC відповідно, винести її у робоче поле і розкрити список ДШ, клацнувши по умовній позначці двічі, вибрати для використання потрібний ДШ згідно табл. 3.13.
При складанні КС на базі МП у лінійці Combinational для WEWB41 чи в меню Digital для EWB512 слід вибрати позицію MUX, винести її у робоче поле і розкрити список МП, клацнувши по умовній позначці двічі, вибрати для використання потрібний МП згідно табл. 3.14.
Необхідні ЛЕ використовують і з’єднують так само, як і при виконанні ПЛЗ 2. На етапі побудови КС на базі ДШ можна використати Logic Converter, задавши як змінні мінтерми вибраних (приоритетних) інформаційних змінних та змінні, які залишилися, згідно виразів (3.1) та (3.3).
Підключіть до схеми прилади, свідомо задайте режими їх роботи (див. [1, глава 5]).. Як джерело вхідних сигналів (змінних) використовуйте генератор слів (наборів) WG, задавши одразу повні набори шести змінних. При статичному дослідженні використовують режим STEP, а при динамічному - режими BURST або CYCLE. Контроль роботи КС у характерних точках (входи, виходи та ін.) здійсніть за допомогою світлодіодів і логічного аналізатора LA в одному часовому масштабі.
Ввімкніть схему .
Проведіть експериментальне дослідження спроектованих КС (спочатку на базі ДШ, а потім - на базі МП) в статичному і динамічному режимах.
Задокументуйте результати виконаної роботи у протоколі і на дискеті.
По завершенні досліджень очистіть робоче поле для вашого колеги без збереження схеми і результатів у пам’яті комп’ютера.
По завершенні віртуального дослідження усіма членами бригади вийдіть з програми (Fail \ Exit).
Здійсніть натурне дослідження розроблених КС на УЛМ-ІЦУ/ 01 (див.
[11, Додаток]) в статичному режимі. Зауважимо, що є обмеження, бо в макеті реалізовані тільки сдвоєні чотирьохканальний дешифратор-демультиплексор DD 1.10 та чотирьохканальний селектор-мультиплексор DD 1.1 (див. п.2.4). Тому слід трансформувати своє рішення під ці можливості. При цьому задача спрощується - треба реалізувати ЛФ тільки чотирьох змінних. Складання КС виконайте на полі П1 [11, рис. Д.2] за допомогою перемичок. Як джерело вхідного діяння і як пристрій відображення використовуйте відповідно [11, рис. Д.6] “Задатчик кода” і світлодіодні індикатори (в секторі “Индикация состояний”).
Результати заносьте до протоколу за ходом досліджень.
Таблиця 3.13 -Типові зарубіжні Таблиця 3.14 -Типові зарубіжні
дешифратори мультиплексори
Тип n/N |
NK |
Позна-чення |
Тип n/N |
NK |
Позна-чення |
|
N |
NK |
Позна-чення |
N |
NK |
Позна-чення |
2/4 |
2 |
74139 |
4/10 |
1 |
4028 |
|
2** |
4 |
74157 |
8 |
1 |
74151 |
|
2 |
74155 |
|
1 |
7442 |
|
|
4 |
74158 |
|
1 |
74251 |
|
2 |
74156 (DMS) |
|
1 |
7445 |
|
|
4 |
74257 |
|
1 |
1-8 MUX |
3/8 |
1 |
74138 |
|
|
|
|
|
4 |
74258 |
|
|
|
4/16 |
1 |
74154 |
|
1 |
74145 |
|
4* |
2 |
74153 |
|
|
|
|
1 |
74156 |
|
1 |
74445 |
|
|
2 |
74253 |
|
|
|
|
|
(DMS) |
|
|
|
|
|
2 |
74353 |
|
|
|
Примітки до табл. 3.13 і табл. 3.14: n - розрядність двоїчного коду ; N - число виходів ДШ або каналів МП ; N K - число КС у корпусі ІМС; * - сдвоєний МП; ** - счетверьоний МП. Позначення виводів ІМС: GND - загальний; VCC - +5B; для ДШ A, B, C, D - інформаційні входи; для МП A, B, C - адресні входи; Yi - виходи; G - стробуючий інверсний вхід; всі ДШ мають інверсні виходи.
3.5 Вказівки з реєстрації результатів, їх обробці і оформленню
Вказівки повторюють п.1.5.
3.6 Контрольні запитання і завдання для самоперевірки
1. Сформулюйте алгоритм синтезу КС на дешифраторах.
2. Сформулюйте алгоритм синтезу КС на мультиплексорах.
3. Які особливості і можливості програмного пакета EWB?
4. Сформулюйте методику моделювання КС за допомогою EWB.
5. Що являє собою генератор слів WG і які режими його роботи, як вони забезпечуються?
6. Як сформувати потрібні набори змінних?
7. Які режими роботи має логічний аналізатор LA, як їх задати і як підключити його до досліджуваної схеми?
8. Запропонуйте методики статичного і динамічного віртуальних досліджень розробленої КС.
9. Викладіть методику натурного експериментального дослідження КС.
10. Порівняйте одержані при проведенні цього ПЛЗ рішення з аналогічними для першого ПЛЗ, зробіть висновки про ступінь доцільності застосування розглянутих алгоритмів синтезу для одержання елементно-мінімізованого результату при конкретно заданій ЛФ.
11. Коли застосування ІМС середнього ступеня інтеграції є доцільним, а коли ні? Наведіть приклади.