Logikai rendszerek tervezése

Összefoglaló

FÜLSZÖVEG
A digitális technika mindenkori fejlettségi fokán logikai tervezésnek nevezhetjük azt a tevékenységet, amelynek során egy adott működési leírásból kiindulva meghatározzuk, hogy a készen kapható digitális építőelemeket miként kell összekapcsolni egy előírt működésű logikai rendszer létrehozása céljából. A logikai tervezés során általában számos peremfeltételt kell figyelembe venni (gazdaságos építőelem-felhasználás, előírt működési sebesség, tranziens viselkedés, megbízhatóság, bemérhetőség stb.). A digitális építőelemek előállítási technológiájának rohamos fejlődése következtében a logikai tervezés szempontjai és peremfeltételei szintén gyorsan változnak. Az ún. diszkrét építőelemek korában alakultak ki azok az ún. klasszikus tervezési eljárások, amelyek alapgondolata alkalmazható volt a kis integráltsági fokú integrált áramköri elemek megjelenése után is. Az integrált áramköri technika gyors fejlődése egyre nagyobb integráltsági fokú elemeket hozott létre, amelyek alkalmazása a... Tovább
TARTALOM
Előszó 9
A logikai tervezési feladat megfogalmazása 12
A logikai feladat fogalma 12
A logikai hálózat fogalma 13
A logikai hálozatok csoportosítása a megoldandó logikai feladatok szerint 17
A logikai hálózat és a logikai rendszer kapcsolata 18
A logikai tervezés célja 22
Kombinációs hálozatok tervezése 24
Kétértékű jelekkel végzett logikai műveletek algebrai leírása 24
A logikai érték fogalma 24
A logikai alapműveletek definíciója 25
A logikai változatok és a logikai algebrai kifejezés fogalma 26
Adott számú bemenet és kimenet esetén megoldható logikai feladatok száma 28
Logikai függvények 29
A logikai függvény fogalma 29
A logikai függvények megadási módjai 29
Azonos változókon értelmezett logikai függvények közötti összefüggések 33
A logikai függvények kanonikus algebrai alakjai 35
Aze lvi logikai rajz 41
A logikai fügvények minimailzálása 46
A grafikus minimalizálás 48
A számjegyes minimalizálás (Quine-McCluskey-módszer) 60
Több kimenetű kombinációs hálózatok kimeneti függvényeinek grafikus minimalizálása 71
Több kimenetű kombinációs hálózatok kimeneti függvényeinek számjegyes minimalizálása (Quine-McCluskey-módszer) 79
Szimmetrikus logikai függvények 87
A jelterjedési idők hatása a kombinációs hálózatok működésére 101
A jelterjedés késleltetésének oka 102
A statikus hazárd 103
A dinamikus hazárd 110
A funkcionális hazárd 111
A több szintű kombinációs hálózatok tervezésének néhány alapgondolata 114
Több szintű kombinációs hálózatok tervezése a logikai függvények dekompoziciójának elvén 115
Több szintű kombinációs hálózatok NAND és NOR kapukból történő felépítésének egy módszere 122
Kombinációs hálózatok megvalósítása memória elemek felhasználásával 124
Kombinációs hálózatok megvalósítása PLA elemek felhasználásával 133
Sorrendi hálózatok tervezése 139
A sorrendi hálózatok fogalma és csoportosítása 139
A sorrendi hálózatok működésének leírása 151
Az állapottábla 151
Az állapotgráf 157
Elemi sorrendi hálózatok (flip-flopok) 158
S-R flip-flop 159
J-K flip-flop 162
T flip-flop 163
D-G flip-flop 164
D flip-flop 165
A flip-flopok működésének összefoglaló ábrázolása 167
A különböző flip-flop típusok felhasználása egymás megvalósítására 168
Szinkron sorrendi hálózatok tervezési lépéseinek bemutatása egy egyszerű példán 174
Aszinkron sorrendi hálózatok tervezési lépéseinek bemutatása egy egyszerű példán 189
A szinkronizációs feltételek biztosítása az integrált áramköri építőelemek szinkron flip-flopjaiban 203
Sorrendi hálózatok analízise 213
Állapot-összevonási eljárások 215
Állapot-összevonás teljesen specifikált hálózatok esetén 215
Az állapotekvivalencia tulajdonságai 223
Állapot-összevonás nem teljesen specifikált hálózatok esetén 224
Az állapot kompatibilitás tulajdonságai 235
Állapotkódolási eljárások 236
Szinkron sorrendi hálózatok állapotkódolása 239
Szomszédos kódolás 242
Önfüggő szekunder változócsoportok szerinti kdolás 245
Aszinkron sorrendi hálózatok állapotkódolása 256
Instabil állapotok móódosítása 257
Átvezető állapotok felvétele 259
Állapotkódolás megkülönböztető partíciók alapján (Tracey-Unger-módszer) 261
A bemeneti és a szekunder ávlotzások érzékelési sorrendjének hatása az állapotkódolásra 269
A lényeges hazárd vizsgálata 277
Összefoglaló következtetések az aszinkron sorrendi hálózatok állapotkódolásával kapcsolatban 279
Sorrendi hálózatok megvalósítása memória- és PLA-elemekkel 280
Sorrendi hálózatok kiindulási állapotának biztosítása 281
Vezérlő egységek tervezése 285
A vezérlő egységek működésének leírása folyamatábrával 287
Fázisregiszteres vezérlőegység tervezése a folyamatábra alapján 298
Szinkron fázisregiszteres vezérlőegység tervezése 306
A szinkronizációs feltételek biztosítása a szinkron fázisregiszteres vezérlőegységben 306
A szekunder változók számának csökkentésen a folyamatábra alapján 312
Mikroprogramozott vezérlőegység tervezése 329
A folyamatábra elemi műveleteinek ábrázolása a memóriatartalomban 331
A processzor működésének leírása 337
A processzor tervezése 338
Szinkron működésű belső vezérlőegység tervezése 340
A fázisregiszteres és a mikroprogramozott megoldás összehasonlítása a vezérlőegység működési sebessége szempontjából 350
Függelék. Gyakorló feladatok 355
F.1. Kombinációs hálózatok 355
F.2. Sorrendi hálózatok 364
F.3. Vezérlőegységek 387
Irodalomjegyzék 397