Проектирование схем комбинационной логики

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

“САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ”

ПРОЕКТ "Цифровые кафедры"

ОТЧЕТ

ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

 РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ[pic 1]

Санкт-Петербург 2022 

1. Цель работы:

Приобрести навыки формирования проекта комбинационного устройства по заданной таблице истинности и его моделирования в среде автоматизированнного проектирования Quartus.

1. Задание:

Необходимо разработать комбинационное устройство в соответствии с таблицей истинности. У комбинационной схемы три входа, состояние выхода соответствует варианту из таблицы. Длительность периода сигнала выбрать равной сетке, секта равна 50 нс. Общая длительность анализируемого временного интервала равна 450 нс.

1. Краткие теоретические сведения

В цифровой схемотехнике под схемой понимают электрическую цепь, которая обрабатывает дискретные сигналы. Цифровую схему можно описать:

• функциональной спецификацией (functional specification) – описанием взаимосвязи между входами и выходами;
• временной спецификацией (timing specification) – описанием задержки между изменением сигналов на входе и откликом выходного сигнала.

Цифровые схемы разделяются на комбинационные (combinational)
и последовательностные (sequential). Выходной сигнал комбинационных схем зависит только от текущих значений входных сигналов. Таким схемам не требуются элементы памяти. Например, логический элемент – это комбинационная схема.

 Схема является комбинационной, если она состоит из соединенных между собой элементов и выполнены следующие условия:

• Каждый элемент схемы сам является комбинационным;
• Каждое соединение схемы является или входом, или подсоединено к одному (единственному) выходу другого элемента схемы;
• Схема не содержит циклических путей: каждый путь в схеме проходит через любое соединение не более одного раза.

Функциональная спецификация комбинационной схемы обычно задается в виде таблицы истинности или булева уравнения. Данные описания взаимозаменяемы: как по булеву уравнению можно составить таблицы истинности, так и наоборот.

Комбинационная логика, построенная как дизъюнкция конъюнкций (сумма произведений), называется двухуровневой, потому что состоит из литералов, соединенных с элементами И (образующими первый уровень), выходы которых соединены с элементами ИЛИ (образующими второй уровень). Таким образом, двухуровневые схемы можно представить в виде совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ). Совершенная дизъюнктивная нормальная форма позволяет записать булево уравнение для любой таблицы истинности с любым количеством переменных.