Системотехническое проектирование

Введение

Схемотехника – научно-техническое направление, охватывающее проблемы проектирования и исследования схем электронных устройств радиотехники и связи, вычислительной техники, автоматики и др. областей техники. Основная задача схемотехники – синтез (определение структуры) электронных схем, обеспечивающих выполнение определённых функций, и расчёт параметров входящих в них элементов. Термин «схемотехника» появился в 1960-х гг. в связи с разработкой унифицированных схем, пригодных одновременно для многих применений.

На основе электронной схемы создают соответствующее устройство (входящее в состав некоторой технической системы). К устройству предъявляется требование надёжной работы в течение заданного времени в реальных условиях производственного разброса параметров элементов и их старения, влияния внешней среды и возмущающих воздействий. Поэтому при разработке схем наряду с расчётом номинальных значений параметров элементов необходимо рассчитывать эксплуатационные допуски на них, предусматривать в схеме средства, повышающие надёжность устройства (обеспечивающие устойчивую работу схемы при внешних воздействиях), а также позволяющие контролировать его исправность.

В моем курсовом проекте мне по заданию нужно реализовать парралельный сумматор с паралелльным переносом на логических элементах.

1 Системотехническое проектирование

Системотехническое проектирование состоит из анализа нескольких конкурирующих вариантов и выбора оптимального варианта (вариантов) по критерию (критериям) оптимальности, определяющему цели и назначение проектируемого объекта.

1.1 Сумматоры

Сумматор – логический операционный узел, выполняющий арифметическое сложение кодов двух чисел. При арифметическом сложении выполняются и другие дополнительные операции: учет знаков чисел, выравнивание порядков слагаемых. По числу входов и выходов одноразрядных двоичных сумматоров:

-сумматоры по модуля два (элементы «сумма по mod 2»; элементы «исключающее ИЛИ»), характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются два одноразрядных числа, и одним выходом, на котором реализуется их арифметическая сумма;

-полусумматоры, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноименные разряды двух чисел, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом – перенос в следующий (более старший разряд);

-полные одноразрядные двоичные сумматоры, характеризующиеся наличием трёх входов, на которые подаются одноименные разряды двух складываемых чисел и перенос из предыдущего (более младшего) разряда, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом – перенос в следующий (более старший разряд) [1].

Схема, которая изображена на рисунке 1.1.1, имеет два входа а и b для двух слагаемых и один выход Y для суммы:

[pic 1]

Рисунок 1.1.1 – Сумматор по модулю два

Работу схемы показывает таблица истинности, которая изображена в таблице 1.1.1:

Таблица 1.1.1 – Таблица истинности сумматора по модулю два

[pic 2]

Исходя из таблицы истинности сумматора по модулю два можем построить уравнение (формула 1.1.1):

[pic 3]                                                        (1.1.1)

где у – выход для суммы;

      a – одно слагаемое;

      b – второе слагаемое.

Схема сумматора по модулю два будет выглядеть так (рисунок 1.1.2):

[pic 4]

Рисунок 1.1.2 – Структурная схема сумматора по модулю два

Полусумматор, показанный на рисунке 1.1.3, имеет два входа a и b для двух слагаемых и два выхода: S -сумма, P -перенос. Обозначением полусумматора служат буквы HS (half sum- полусумма) [1].

[pic 5]

Рисунок 1.1.3 – Полусумматор

Работу полусумматора можно увидеть по таблице истиности данного сумматора в таблице 1.1.2:

Таблица1.1.2 – Таблица истинности полусумматора