Thiet ke luan ly 1 nguyen quang huy chapter+3 cac mach luan ly to hop cuuduongthancong com

dce 2014 Khoa KH & KTMT Bộ môn Kỹ Thuật Máy Tính CuuDuongThanCong.com dce 2014 Tài liệu tham khảo • “Digital Systems, Principles and Applications”, 11th Edition, Ronald J Tocci, Neal S Widmer, Gregory L Moss 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department dce 2014 Các mạch luận lý tổ hợp CuuDuongThanCong.com dce 2014 Mục tiêu • Biểu thức logic dạng chuẩn SoP, PoS • Đơn giản biểu thức dạng chuẩn SoP • Sử dụng đại số Boolean bìa Karnaugh để đơn giản biểu thức logic thiết kế mạch tổ hợp • Mạch tạo parity mạch kiểm tra parity • Mạch enable/disable • Các đặc tính IC số 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department dce 2014 Mạch tổ hợp • Mức logic ngõ xuất phụ thuộc việc tổ hợp mức logic ngõ nhập • Mạch tổ hợp khơng có nhớ nên giá trị ngõ xuất phụ thuộc vào giá trị ngõ nhập A B 2 Y C 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department dce 2014 Các dạng chuẩn (Standard form) • Tổng tích (Sum of products - SoP) – Mỗi biểu thức dạng SoP bao gồm biểu thức AND OR lại với – Ví dụ: ABC + A’BC’ AB + A’BC’ + C’D’ + D • Tích tổng (Product of Sums - PoS) – Mỗi biểu thức dạng PoS bao gồm biểu thức OR AND lại với – Ví dụ: (A + B’ + C)(A + C) (A + B’)(C’ + D)F 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department dce 2014 Đơn giản mạch tổ hợp • Biến đổi biểu thức logic thành dạng đơn giản để xây dựng mạch ta cần cổng logic kết nối 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department dce 2014 Các phương pháp đơn giản mạch tổ hợp • Phương pháp đại số • Bìa Karnaugh (K-map) 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department dce 2014 Phương pháp đại số • Sử dụng định lý đại số Boole để đơn giản biểu thức mạch logic • Chuyển sang dạng SOP (DeMorgan phân phối) • Rút gọn cách tìm nhân tố chung 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com â2014, CE Department dce 2014 Vớ d ã Đơn giản biểu thức sau – Z1 = A.B.C + A.B.( A.C ) – Z2 = A.B.C + A.B.C + A.B.C – Z3 = A.C.( A.B.D) + A.B.C.D + A.B.C – Z4 = ( A + B)( A + B + D).D CuuDuongThanCong.com ©2010, CE Department dce Khoanh vịng ô kề 2014 CD CD 00 01 11 10 00 1 1 01 1 1 AB 00 01 11 10 00 1 01 1 AB 11 0 0 11 1 10 0 0 10 1 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 33 dce 2014 Q trình đơn giản hóa • Xây dựng bảng K-map đặt tương ứng với bảng thật • Khoanh vịng giá trị đơn lẻ, khơng tiếp giáp với giá trị khác (vịng đơn) • Khoanh vịng cặp giá trị khơng tiếp giáp với ô giá trị khác (vịng kép) • Khoanh vịng giá trị (nếu có) chứa nhiều khoanh vịng • Khoanh vịng ô giá trị (nếu có) chứa nhiều chưa khoanh vịng Phải đảm bảo số vịng • Khoanh vịng cặp giá trị tương ứng với ô giá trị chưa khoanh vòng Phải đảm bảo số vòng • Tạo cổng OR số hạng tạo vịng 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 34 dce 2014 Ví dụ CD 00 01 11 10 00 0 01 1 11 1 10 0 AB 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 35 dce 2014 Ví dụ CD 00 01 11 10 00 0 01 1 1 11 1 0 10 0 0 AB 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 36 dce 2014 Ví dụ CD 00 01 11 10 00 0 1 01 1 1 11 1 0 10 0 0 AB 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 37 dce 2014 Ví dụ CD 00 01 11 10 00 0 01 1 11 1 10 1 AB X = A.B.C + A.C.D + A.B.C + A.C.D 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 38 dce 2014 Don’t-care • Điều kiện “don’t-care” điều kiện với tập ngõ nhập đó, mức luận lý ngõ xuất khơng mơ tả • Giá trị “Don’t-care” nên gán cho việc khoanh vòng K-map tạo biểu thức đơn giản • Ví dụ: C C 00 0 01 x AB 20/03/2014 00 0 01 0 AB 11 1 11 1 10 x 10 1 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 39 dce 2014 PP bảng Karnaugh - Tóm tắt • So sánh với phương pháp đại số, phương pháp dùng K-map có tính hệ thống hơn, bước tạo biểu thức tối giản • Bảng Karnaugh dùng tối đa với hàm biến Đối với mạch có số ngõ nhập lớn (>=6), người ta dùng thêm kỹ thuật phức tạp để thiết kế 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 40 dce 2014 Exclusive-OR Exclusive-NOR • EXclusive-OR (XOR) Y = A ⊕ B = A’B + AB’ • EXclusive-NOR (XNOR) Y = (A ⊕ B)’ = (A’B’ + AB)’ Biến 20/03/2014 Ex OR XNOR A B A⊕B (A ⊕ B)’ 0 1 1 1 1 CuuDuongThanCong.com â2014, CE Department 41 dce 2014 Vớ d ã Thiết kế mạch tổ hợp với input x1, x0, y1, y0 z = x1x0 = y1y0 0000, 0101, 1010, 1111 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 42 dce 2014 Mạch tạo bit Parity 20/03/2014 D3D2D1D0 = 1010 PE = D3D2D1D0 = 1110 PE = CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 43 dce 2014 Mạch kiểm tra bit Parity 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 44 dce 2014 Mạch enable 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 45 dce 2014 Mạch disable 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 46 dce 2014 Ví dụ • Thiết kế mạch tổ hợp cho phép tín hiệu truyền đến ngõ xuất tín hiệu điều khiển mức (không đồng thời) Các trường hợp khác ngõ xuất mức (HIGH) 20/03/2014 CuuDuongThanCong.com ©2014, CE Department 47