Проектирование вычислительного устройства (стр. 1 из 3)
Содержание
1. Проектирование и синтезирование комбинационной схемы
2. Проектирование и синтезирование автомата Мили
3. Проектирование и синтезирование счетчика с коэффициентом пересчета на D-тригерах
4. Синтезирование вычислительного утройства для реализации алгоритма вычислений на дискретных элементах
1. Проектирование и синтезирование комбинационной схемы
Дана таблица истинности (табл. 1), где m0…m15-минтермы функции f:
Таблица 1
| № варианта | m1 | m2 | m3 | m4 | m5 | m6 | m7 | m8 | m9 | m10 | m11 | m12 | m13 | m14 | m15 |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Группы | Исходные минитермы | Переменные | Метка | Импликанты | |||
| X1 | X2 | X3 | X4 | ||||
| S1-1(m1) | 0 | 0 | 0 | 1 | + | ||
| S1-2(m2) | 0 | 0 | 1 | 0 | + | ||
| S1-3(m8) | 1 | 0 | 0 | 0 | + | ||
| S2-1(m3) | 0 | 0 | 1 | 1 | + | ||
| S2-2(m9) | 1 | 0 | 0 | 1 | + | ||
| S3-1(m7) | 0 | 1 | 1 | 1 | + | ||
| S3-2(m14) | 1 | 1 | 1 | 0 | + | ||
| S4-1(m15) | 1 | 1 | 1 | 1 | + | ||
| S’1-1 | S1-1+S2-1 | 0 | 0 | D | 1 | P1  | |
| S’1-2 | S1-1+S2-2 | D | 0 | 0 | 1 | P2  | |
| S’1-3 | S1-2+S2-1 | 0 | 0 | 1 | D | P3  ) | |
| S’1-4 | S1-3+S2-2 | 1 | 0 | 0 | D | P4  | |
| S’2-1 | S2-1+S3-1 | 0 | D | 1 | 1 | P5  | |
| S’3-1 | S3-1+S4-1 | D | 1 | 1 | 1 | P6  | |
| S’3-2 | S3-2+S4-21 | 1 | 1 | 1 | D | P7  | |
Составим таблицу простых импликант (табл.2):
Таблица 2
| Импликанты | m1 | m2 | m3 | m7 | m8 | m9 | m14 | m15 |
| P1 | 1 | 1 | ||||||
| P2 | 1 | 1 | ||||||
| P3 ) | 1 | 1 | ||||||
| P4 | 1 | 1 | ||||||
| P5 | 1 | 1 | ||||||
| P6 | 1 | 1 | ||||||
| P7 | 1 | 1 |
Минимальное покрытие f = P2+P3+P4+P5+P7.
Для проверки составим карту Карно:
 |  | ||
 |   1(m9) | 1(m8) |  |
 1(m14) | 1(m15) |  | |
 |  1(m7) |  1(m3) | 1(m2) |
 1(m1) | | ||
 |  | | |
P2 =
, P3 = ), P4 = , P5 = , P7 = Реализация этой функции представлена на Рис.1:
Рис. 1
2. Проектирование и синтезирование автомата Мили
Дана таблица состояний (табл.3):
Таблица 3
| № варианта | Состояния | |||||||
| X = 0 | X =1 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 3,0 | 1,0 | 2,1 | 4,1 | 2,0 | 4,0 | 1,1 | 3,1 | |
Составим таблицу переходов (табл.4):
Таблица 4
| y1 | y2 | X | y1t+1 | y2t+1 | Z | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 4 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
Отобразим таблицу перехода на графе (рис.2):
Рис. 2
Построим карты Карно:
| y1t+1 | y2 |  | y2 | |
| y1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| X |  | |||
| y1t+1 | y2 |  | y2 | |
| y1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| X | | |||
| y1t+1 | y2 | | y2 | |
| y1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| | 1 | 0 | 0 | 1 |
| X | | |||
| y1t+1 |  |
| y2t+1 |  |
| Z | y2 |
Построим схему в среде Electronics Workbench (рис. 3):
3. Проектирование и синтезирование счетчика с коэффициентом пересчета на D-тригерах
| № варианта | Ксч | Отбрасываемые комбинации |
| 15 | 15 | 15 |
Синтезируем пересчетную схему (табл. 5)
| Qt | Qt+1 |  |  |  |  | D1 | D2 | D3 | D4 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 3 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 3 | 4 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 5 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 5 | 6 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 6 | 7 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 8 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 8 | 9 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 9 | 10 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 10 | 11 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 11 | 12 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 12 | 13 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 13 | 14 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 14 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Составим карты Карно: