Цифровые устройства. Учебник для колледжей. М. А. Нсанов

+1 элемент 3И.

      Подбираем микросхемы: по одной микросхеме КР1533ЛН1, КР1533ЛЛ1, КР1533ЛА4 и КР1533ЛИ3.

      Строим схему ЦУ (рис. 2.38):

      Составим перечень элементов к этой схеме (табл. 2.15).

      Выполним анализ работы ЦУ в статическом режиме для одной комбинации входных сигналов (см. рис.2.38 и красную строку в табл.2.1).

      Определим аппаратурные затраты и задержку:

      W = 1/6 + 2/4 + 1/3 + 1/3 = 0,17 + 0,5 + 0,33 + 0,33 =

      = 1,33 корпуса; T = 3τ.

      Полученные результаты сравним с этими же параметрами, характеризующими работу схемы рис. 2.27, построенной по исходной МКНФ:

      W = 1,83 корпуса; T = 4τ.

      Хорошо видно, что преобразование только лишь одного многочлена МКНФ и вытекающая из этого необходимость использования в схеме элементов разных базисов привело: во-первых, к уменьшению задержки (3τ вместо 4τ); и, во-вторых, к уменьшению аппаратурных затрат (1,33 корпуса вместо 1,83).

***

      Иногда для достижения тех же целей увеличения быстродействия, уменьшения аппаратурных затрат, но в основном для уменьшения количества внешних соединений (то есть таких соединений, которые выполняются не внутри микросхемы, а снаружи путем монтажа) между микросхемами и элементами микросхем применяют комбинированные ИМС (смотрите, например, рис. 1.15 из параграфа 1.5). Приведем пример:

      Пример 2. МДНФ (см. пример 1 из темы 2.2):

      Y1 = X₁′·X₂′ \/ X₂′·X₃′ \/ X₁·X₂·X₃.

      Логическое отрицание, как и в указанном примере 1 из темы 2.2, будем делать с помощью тех же элементов НЕ из микросхемы КР1533ЛН1. А для выполнения остальных операций воспользуемся микросхемой КР1533ЛР13 (рис. 2.39).

      Но здесь нужно учесть, что в данной микросхеме на выходе стоит элемент ИЛИ-НЕ, поэтому выходной сигнал получится инвертированным. Чтобы получить на выходе все-таки прямое значение сигнала, выполним его повторное отрицание с помощью еще одного элемента НЕ из микросхемы КР1533ЛН1.

      Строим схему ЦУ (рис. 2.40):

      П р и м е ч а н и е: один элемент 3И из микросхемы КР1533ЛР13 получается лишним. В схеме рис. 2.40 его входы оставлены свободными, но этого делать нельзя! В микросхемах ТТЛ и ТТЛШ-структур входы лишних элементов обязательно следует куда-либо подключить, иначе данная ИМС работать не будет (смотрите тему 2.9).

      Определим количество внешних соединений между элементами:

      – в схеме рис. 2.25, построенной по исходной МДНФ: 8;

      – в схеме рис. 2.40: 5.

      Это подтверждает сказанное ранее: использование комбинированных ИМС уменьшает количество внешних соединений между элементами микросхем.

      Подсчитаем аппаратурные затраты и задержку:

      W = 4/6 + 4/5 = 0,67 + 0.8 = 1,47 корпуса; T = 4τ.

      Полученные результаты сравним с этими же параметрами, характеризующими работу схемы рис. 2.25, построенной по исходной МДНФ:

      W = 1,83 корпуса; T = 4τ.

      Хорошо видно, что аппаратурные затраты уменьшились: 1,47 корпуса вместо 1,83.

      Задержка