Синтез логических схем на логических элементах малой степени интеграции

Рефераты по менеджменту » Синтез логических схем на логических элементах малой степени интеграции

Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р. Е. Алексеева

Институт радиоэлектроники и информационных технологий

(ИРИТ)

Дисциплина: "Теория автоматов"

Курсовой проект

тема: " Синтез логических схем на логических элементах

малой степени интеграции.”

Работу выполнил:

Студент гр. 28ВМ

Шумилов М.С.

“___”__________ 2010г

Работу принял:

Иванов А.П.

“___”__________ 2010г

Н.Новгород

2010

Задание

Произвести синтез комбинационной схемы (КС) для преобразования параллельного двоично-десятичного кода с весами x1 = 5, x2 = 3, x3 = 1, x4 = 1 в двоично-десятичный код с другими весами разрядов f1 = 7, f2 = 4, f3 = 2, f4 = 1 и построить схему с использованием базисов И, ИЛИ, НЕ; НЕИ, НЕИЛИ.

Содержание

Введение

Составление таблицы истинности

Абстрактный синтез

Составление таблицы соответствий

Синтез конечного автомата Мура

Синтез конечного автомата Мили

Структурный синтез

Составление таблиц кодирования состояний

Комбинационная схема

Структурный синтез конечного автомата на типовых узлах

Заключение

Введение

Составление таблицы истинности

№ набора Аргументы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
x1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
x2	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1
x3	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1
x4	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
Десятичные Цифр	1	+	2	3	4	+	5	+	6	+	7	8	9	+	+
f1	0	+	0	0	0	+	0	+	0	+	0	1	1	+	+
f2	0	+	0	0	1	+	1	+	1	+	1	0	0	+	+
f3	0	+	1	1	0	+	0	+	1	+	1	0	1	+	+
f4	1	+	0	1	0	+	1	+	0	+	1	1	0	+	+

Абстрактный синтез

Составление таблицы соответствий

zдоп Rпар

z0 z0 z0 z0 c c c R0

z0 z0 z0 z1 c c c R1

z0 z0 z1 z1 c c c R2

z0 z1 z0 z0 c c c R3

z0 z1 z0 z1 c c c R4

z0 z1 z1 z1 c c c R5

z1 z0 z0 z1 c c c R6

z1 z0 z1 z1 c c c R7

z1 z1 z0 z0 c c c R8

z1 z1 z0 z1 c c c R9

zдоп Rпосл Rпар

z0 z0 z0 z0 r0 r0 r0 r0 R0

z0 z0 z0 z1 r0 r0 r0 r1 R1

z0 z0 z1 z1 r0 r0 r1 r0 R2

z0 z1 z0 z0 r0 r0 r1 r1 R3

z0 z1 z0 z1 r0 r1 r0 r0 R4

z0 z1 z1 z1 r0 r1 r0 r1 R5

z1 z0 z0 z1 r0 r1 r1 r0 R6

z1 z0 z1 z1 r0 r1 r1 r1 R7

z1 z1 z0 z0 r1 r0 r0 r1 R8

z1 z1 z0 z1 r1 r0 r1 r0 R9

Синтез конечного автомата Мура

Состояния автомата

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		3
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		4

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		5
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		0		3		3		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		4		6
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		7		8
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		7		9

Таблица соответствий

A z	R0	R1	R2	R3	R4	R5	R6	R7	R8	R9
A z	a0	a1	a2	a3	a4	a5	a6	a7	a8	a9
z0	a0	a3	a7	a3	+	+	+	a8	+	+
z1	a1	a2	a5	a4	a6	+	+	a9	+	+

Построение графа

Синтез конечного автомата Мили

Состояния автомата

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		4
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		5

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		2
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		1		3		4		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		5		5
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		6		6
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		6		6

Таблица соответствий

Построение графа

Структурный синтез

Составление таблиц кодирования состояний

A z	a0	a1	a2	a3	a4	a5	a6
z0	a0 R0	a3 с	a6 с	a4 R3	+ +	+ +	a6 R8
z1	a1 R1	a2 R2	a2 R5	a5 R4	a4 R6	a5 R7	a6 R9

x

z
x0 x1

z0 0 0

z1 0 1

Переход Обознач. D-триггер JK-триггер RS-триггер

J K R S

0->0 0 0 0 + + 0

1->1 1 1 + 0 0 +

0->1 α 1 1 + 0 1

1->0 β 0 + 1 1 0

Q

A
Q1 Q2 Q3

a0 0 0 0

a1 0 0 1

a2 0 1 0

a3 0 1 1

a4 1 0 0

a5 1 0
1

a6 1 1
0

y

R
y1 y2 y3 y4

r0 0 0 0 0

r1 0 0 0 1

r2 0 0 1 0

r3 0 0 1 1

r4 0 1 0 0

r5 0 1 0 1

r6 0 1 1 0

r7 0 1 1 1

r8 1 0 0 0

r9 1 0 0 1

№	x	Q1	Q2	Q3	Q1	Q2	Q3	y1	y2	y3	y4	q1	q2	q3
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	1	0	1	1	+	+ +	+	+	0	α	1
2	0	0	1	0	1	1	0	+	+	+	+	α	1	0
3	0	0	1	1	1	0	0	0	00	1	1	α	β	β
4	0	1	0	0	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
5	0	1	0	1	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
6	0	1	1	0	1	1	0	1	0	0	0	1	1	0
7	0	1	1	1	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
8	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0	0	α
9	1	0	0	1	0	1	0	0	0	1	0	0	α	β
10	1	0	1	0	0	1	0	0	1	0	1	0	1	0
11	1	0	1	1	1	0	1	0	1	0	0	α	β	1
12	1	1	0	0	1	0	0	0	1	1	0	1	0	0
13	1	1	0	1	1	0	1	0	1	1	1	1	0	1
14	1	1	1	0	1	1	0	1	0	0	1	1	1	0
15	1	1	1	1	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

y1 (x Q1 Q2 Q3) = v(6, 14)

y2(x Q1 Q2 Q3) = v(10, 11, 12, 13)

y3(x Q1 Q2 Q3) = v(3, 9, 12, 13)

y4(x Q1 Q2 Q3) = v(3, 8, 10, 13, 14)

Запрещенные наборы – 1, 2, 4, 5, 7,15

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00			α	α
01	+	+	+	1
11	1	1	+	1
10			α

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00		α	β	1
01	+	+	+	1
11			+	1
10		α	β	1

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00		1	β
01	+	+	+
11		1	+
10	α	β	1

y1 =

y2 =

y3 =

y4 =

Минимизация с помощью карт Карно

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00		+		+
01	+	+	+	1
11			+	1
10

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
+
+

01 + + +

11 1 1 +

10

1 1

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
+ 1 +

01 + + +

11 1 1 +

10
1

y1 = y2 =

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
+ 1 +

01 + + +

11
1 + 1

10 1

1

y3 = y4 =

Выбор типа триггера

Синтез на D - триггере

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00			1	1
01	+	+	+	1
11	1	1	+	1
10			1

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
1
1

01 + + + 1

11

+ 1

10
1
1

D1 = D2 =

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
1

01 + + +

11
1 +

10 1
1

D3 =

Синтез на JK – триггере

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00			1	1
01	+	+	+	х
11	х	х	+	х
10			1

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00 х х х х

01 + + +

11

+

10 х х х х

J1 = K1 =

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00 х 1 1

01 + + +

11 х х +

10 х х 1

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00		1	х	х
01	+	+	+	х
11			+	х
10		1	х	х

J2 = K2 =

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00		х	х
01	+	+	+
11		х	+
10	1	х	х

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00 х
1 х

01 + + + х

11 х
+ х

10 х 1
х

J3 = K3 =

Синтез на RS – триггере

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00	х	х
01	+	+	+	х
11	х	х	+	х
10	х	х		х

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00

1 1

01 + + + х

11 х х + х

10

1

R1 = S1 =

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00	х		1
01	+	+	+
11	х	х	+
10	х		1

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
1
х

01 + + + х

11

+ х

10
1
х

Q2Q3

x Q1
00 01 11 10

00
х

01 + + +

11
х +

10 1
х

R2 = S2 =

Q2Q3 x Q1	00	01	11	10
00	х		1	х
01	+	+	+	х
11	х		+	х
10		1		х

R3 = = S3 =

На основаниии минимизации выбираем для q1, q2 и q3 JK – триггер.

Комбинационная схема

DD1 – 533ЛН1

DD2 – 533ЛИ1

DD3 – 533ЛИ1

DD4 – 533ЛИ3

DD5 – 533ЛИ3

DD6 – К155ЛН1

DD7 – К155ЛН1

DD8 – 533ТВ9

DD9 – 533ТВ9

zдоп	Rпар
z0 z0 z0 z0	c c c R0
z0 z0 z0 z1	c c c R1
z0 z0 z1 z1	c c c R2
z0 z1 z0 z0	c c c R3
z0 z1 z0 z1	c c c R4
z0 z1 z1 z1	c c c R5
z1 z0 z0 z1	c c c R6
z1 z0 z1 z1	c c c R7
z1 z1 z0 z0	c c c R8
z1 z1 z0 z1	c c c R9

zдоп	Rпосл	Rпар
z0 z0 z0 z0	r0 r0 r0 r0	R0
z0 z0 z0 z1	r0 r0 r0 r1	R1
z0 z0 z1 z1	r0 r0 r1 r0	R2
z0 z1 z0 z0	r0 r0 r1 r1	R3
z0 z1 z0 z1	r0 r1 r0 r0	R4
z0 z1 z1 z1	r0 r1 r0 r1	R5
z1 z0 z0 z1	r0 r1 r1 r0	R6
z1 z0 z1 z1	r0 r1 r1 r1	R7
z1 z1 z0 z0	r1 r0 r0 r1	R8
z1 z1 z0 z1	r1 r0 r1 r0	R9

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		3
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		4

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		5
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		0		3		3		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		4		6
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		7		8
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		7		9

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		4
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		5

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		2
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		1		3		4		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		5		5
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		6		6
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		6		6

Переход	Обознач.	D-триггер	JK-триггер		RS-триггер
Переход	Обознач.	D-триггер	J	K	R	S
0->0	0	0	0	+	+	0
1->1	1	1	+	0	0	+
0->1	α	1	1	+	0	1
1->0	β	0	+	1	1	0

y R	y1	y2	y3	y4
r0	0	0	0	0
r1	0	0	0	1
r2	0	0	1	0
r3	0	0	1	1
r4	0	1	0	0
r5	0	1	0	1
r6	0	1	1	0
r7	0	1	1	1
r8	1	0	0	0
r9	1	0	0	1

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		3
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		4

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		5
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		0		3		3		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		4		6
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		7		8
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		7		9

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		4
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		5

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		2
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		1		3		4		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		5		5
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		6		6
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		6		6

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		3
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		4

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		5
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		0		3		3		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		4		6
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		7		8
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		7		9

	z0		z0		z0		z0
	c		c		c		R0
0		0		0		0		0
	z0		z0		z0		z1
	c		c		c		R1
0		0		0		0		1
	z0		z0		z1		z1
	c		c		c		R2
0		0		0		1		2
	z0		z1		z0		z0
	c		c		c		R3
0		0		1		3		4
	z0		z1		z0		z1
	c		c		c		R4
0		0		1		3		5

	z0		z1		z1		z1
	c		c		c		R5
0		0		1		2		2
	z1		z0		z0		z1
	c		c		c		R6
0		1		3		4		4
	z1		z0		z1		z1
	c		c		c		R7
0		1		3		5		5
	z1		z1		z0		z0
	c		c		c		R8
0		1		2		6		6
	z1		z1		z0		z1
	c		c		c		R9
0		1		2		6		6