§5.2. Phuong phap mil hinh hoa bien dich Phuong phap mo hlnh hO<l logic va mo ph6ng b~ng bien djch la phuong ph<ip rno hlnh hoa trong do cae tfn hi~u duqc xk djnh gia Irj hAng each t,~o cho moi philn ttl cua tni;lch m¢t ma I~nh tuang LIng voi de phcp tmlll ma philn tt'r do can thLfc hi~n. Cae rna l¢nh nh~n dutJc sc ctw1c bie'u dicll thea tlH)t In)! tv IUo'ng ung. Trong phuong phap ma hlnh hOil. va rnb ph6ng bang bien djch, 016 hlnh bkmg cae ma l~nh lit m(lt thanh philn eua h¢ thong m6 phong. Trong nhung tnrang d~\c bi';t. h¢ mo ph6ng chlnh hi cae rna hInh tren cUe ma l¢nh. Noi chung. m6 hlnh Iren ma l¢nh duqc kct noi vai h¢ m6 phung, tmng do moi t~t~~~~~~~~u~~oc~n~hlnh~l~ vceto' diiu vao va hien thi kel qua. Qua trlnh m6 hlnh hoa bing phuong phar bien djch sc e6 nhling bWle sau: Buoe mot: phan h<;lng cae phiin IU ella m~leh do mD hlnh hoa thea tr(lt tl.r thlfe hi¢n d.e phep tmin sao eho kh6ng e6 mau Ihuil.ll ni\y sinh. Buae hai: t';lO cae ma l~nh luang ung vai cae phcp loan do cae ph,ln IU time hi¢n. "~-:' , L: himg1 , hang 3 De phan h'.I11£ d.e ph~in IU eua m,.tch, d£iu lien chung ta ngttt cac vong phim hoi trang mach ne"u e6. OIC diem ngM dUQ'e xae djnh wallg ung voi cae ehue nang ella m'.lch. Trang truang hQ"p ma hlnh ho<1. cae 111<.1eh tuan II! dong IIlnh 5.9 Phan hang va mil. hoa mach lOgic. b9 vi¢e ngal m'.leh phiill hoi tlwe hi¢n tren nhfrng philn IU Irl!e tiep nh(m eae tin hi¢u dong br). Gi,i su I(k) ]a Iwng eua ph,in IU k, khi d6 qua trtnh ph,ln h<).ng. ctuqe IIHfe hiGn nhu sau: 106 Cae dilu VaD eua m';lch e6 h~ng '0'. Neu k,. k 2 • • , k" la cae philn tu duqe n6i voi cae dfiu vao eua phan Ill" k, 11<.Ing eua phun IV k se bang: I( k ) = 1 + 111ax( I( k, ), "" I( k,,)) , Vi dl,!, xci m<.~ch tn:n hinh 5.9, thea phuang phap phfm h~tOg neu lrcn 11.1 se nh~ll1 dW1c lWng eua d.c philo tu trang tn<;lch. T~o mil de l~nh la vi¢c thay the cae phep loan ma phan tV thL!C hi~n dU<;1c bang nhling l~nh mit may hifu dlH;:iC. Vi dl,!, trong sa do tren hlnh 5.9, d.c phan tU se du,!c mil hoa bang nhiIng J¢nh sau: I. g = And (a,b) 4,1 = Nand (g,h) 2. h = And (c,d) 5. n = Nand (lJ) 3. m :::: Nand (e,g) 6. p;:::: Or (m.o) Trinh tl,f mil h6a dVQ'c Iblle hi¢o theo thlr II.! tang dan hi;log ella de phan hi 111< leh. Day l¢oh n~ly se dlIqC bien d(ch va thtfc hi¢o vai nhO'ng gia Irj vao cho InIac. Chung l<.t xet lnrong hqp Illi).ch twin II! dong b9 nln! tren hinh 5.10. M<).ch tu{in II! n<iy dlIt;lC di6u khien A bang tin hi¢u dong h6 eLK. D c C K Hlnh 5.10 P1UIll hang v~ ma hoa mach tuan !u r16ng bo. Q Gi;i thiet rang sau khi veclc! dau van moi duqc tae d(mg V~\O 1TI<.lch, 111 co dli thai gian de gi:l trj tren dl10ng dD' li¢u V~IO eua phan lil Iriga dU\1c on ctplh it nhAt la mot thai gi'\Il f, tnr6e khi ph.:ln tu' trag duqc kkh hO\11 bang lin hi¢u dong h6. Dieu do c6 nghia lu thai gian t\ la Ih6'j gian thiet 1~IP ella phan IU Irigc5. !\eu dieu ki¢11 n~\y d\Iqe thoa man, ta e6 the: hu qua nhD'ng gia Ir~ thai gian Ire ella tirng ph:in tu logic Irong qu,i trinh mo hlnh hoa va m6 phong, bdi vi thi.1i ditm ehinh xue khi tIn hi~u thay doi gia tr~ trong m~\Ch to hqp kh6ng quan trQng. Do do doi \"6i moi vceW giA Ir! dau va~. qua trinh mo phong chi crin tinll gia trj finh eu;.\ chr(mg tin hi¢u F 'V~l truyen gill tr~ do tai dau ra Q. Theo phuang phap phun h'.l11g thl cae dau van A. B sc ntlln tren h"lfig '0', nhung tin hi~u In.lt1g thai eua triga cling ntun treo h<;tng '0' neu la gia Ihiet gia Irj khoi tao ella tn.mg thai dUQ'e bier Ir\Ioe. Trang tr\Iong heyp nay h¢ th6ng m6 phlmg se tln!e hi¢o md hinh 111<),(h nhu Irong truong. hQ"p ma hinh hoa m,)eh t6 hqp btmg ddl Hnh de gia tri lin hi¢u tren dau ra ella tat d. cac phan IU doi \'oi mili veeto' gia tri tIn hi¢u 107 (1[\u v8.o. Trong truang hCfP gin tri eua philn tu trigq kh6ng dW;1c hi0"1 truae. h¢ thong m6 phong phai Ihl!c hi¢n tfnh to,in tl-cn de gi.i tri '0', '1' va 'X'. Cac gia tri n~ly dUQ'c ma hoa hai bit nhu sau: '0' - "00"; 'I' - "11"; 'X' - "01". Cac phep tmin 16gic hai ng6i AND ( OR ) gilta cae chu()i hai bit duqc thvc hi¢n tren cd sa cae phep toan mQt hit tUC1ng ung, nhung phcp loan NOT kh6ng the tlllfC hi¢n trcn bit duqe vi gia tr! NOT( X ) eho ta ket qua chuui "10" - la gi,i tri kh6ng co trong bang mao V,1"n de mly duqc gi<.i.i quyc·t hling each d(;i eho hai bit sau khi dao bit. Tu nhung (tieu dun ra a tren, ta thay. phuong phap bien djch kh6ng linh t6i anh huang cua thO'i ginn tn~ khi tin hi¢u duqe truyen qua Im~ch. Dieu nay la do qua trinh x&y dL!ng m6 hlnh tn<;leh duqc lhL!c hi~n thea IWng. x y Neu chung ta chi gioi h<;ln twong hqp thai ginn Ire la eac thai gian tr(; Ian truyen thi vi~e m6 hlnh hoa hO<;lt d¢ng clla lTI<Wh eo the thL!C hi~n duqc thea d.ch phun IU.lllg. Cac thai gian tre Ian truycn se dlrQ"c tinh den lTI¢t deh tUO'ng minh trong qua trlnh phim hi li1g V~l Inlycn tin hi~u qua tung lop pilim h~ng. Doi voi d.e d<;lng thai gian tre khac nhu thai gian tre ngJu nhien hO~le thai ginn tre qUan tfnh thl vi~c m6 hlnh hoa mi teh theG phuong phap bien d\eh kh6ng the thL!e hi¢n dw1C. Do ta phai ng~t cae Yang phi.ln hoi trang mi.~eh, phuong phap bien djeh ehi co the' su dt.mg lrung nhung tru-ang hllP khi 'Y. nghiil CLla vi¢e ngit vong phun hoi r5 rang. Vi dy. nhu lrung truong hqp d.c m< tell dong b¢. M6 hlnh hoa l1l<;leh bang phu·dng phap bien dieh co tht dUQ'c tht.fC hi¢n z c y , , , __ -<: thui gian ~: __ " : (n~ : kha nhanh. Nhung phuong plHlp n;\1' eo nhullc diem quan tn;mg la kh6ng tfnh thc':ii gian tre tmng m<'.leh. Neu ta eoi tho-i gian tn~ hen ttlt d cae phan ttl m~\ch dtJQ'c eoi la bang nhau thl vi¢e philn Iwng se th6 hi~n dUlle si! tn: eua tin hi¢u khL di qua tn,!eh. Trang truo-ng hqp thoi gian tr~ eo nhiing i.h~ng phuc ti.IP thl phUl1i1g pMp hien dieh kh6ng the thi!e hi(:n dUile ell inh xae. Khi m6 hlnh boa cae m,.\ch dong b¢. vi~e ngat cae vGng phi.ln hoi cling lam cho ngu nghia eua m<;lch bj thay doi. Trong truo-ng • __________ t Hl.nh 5.11 Mo hlnh m,!-ch khong d61lg bo veil tham sOlhoi giall tn~ tar ti·ung tn~n dl!Ong rhan hoi. 108 heyp doi \"6i nhG'ng 111' leh kh6ng dong bq vi¢c kh6ng tinh den tho'i gian tre c6 the' d,ln tdi nhiTng kc"t qua sai. De' gii.'ti quyet mc)t ph[ln nhOllg kh6 khan t en, doi vaj nhling mi lch khong dong bc). ta ph'li gii.t thiet gia trj thai gwn Ire chi I,)p trung tr~1l dlIl'1ng ph'lll hoi ( hlllh 5.1 J ). De dap ling voi vecta dilu \'ao x, m,)ch phili lnii qua m~)1 chuai cae lfin chuycn tn.lI1g thaj. Qu,i Irinh chuyen tr<.mg tiuli nay ehrt)'e bi~u dien bAng SL,f Ihay d6i gia lrj eua r-~I bic"n In.lIIg thai y. Ta gi,i I y=y I IllurchiClldCllUI.CllhIU(lI\t! I \"m)!: \611l~K'h I" hD]ll' thiel dtng vecla lin hi¢:u d,iu vao chi tac dQllg khi tr~mg Ihai cua 1l1i.,Kh on ctjnh y = Y. Dm\ng tin hl~u plull1 hoi co IWng '0' phAi c1uvc Xi.lc d!i1h truoc khi C<IC mIT I¢nh tuong u'ng voi nweh to hc:tp C chICJe 1,.\0 nL Tren N y y=y? IIlnh 5.12 r 16 phimg mach kh(lIlg d{mg b6 bAng m{l hlnh mij lCl1h bien dich hlllh 5.12 chung la c6 thu,~t toan !TIO hlnh hOil. logic va mo phung Illi \Ch khong dong b(l. Kili IhL,fc hi¢n mo phong mo hlnh. qua trlnh m6 hlnh hoa siS t1we hi¢n linh gii.l Ir! tin hi¢u Z Vil. Y dL,fa tren giu If! x V,\ y. Phuong ph,ip IT"tl) hlnh hoa va mo phong noi trell khong chinh x,ic khi • Innh 5.U !\Llcl\ tao xung. t1wc hj~n doi vai cac m'.lCh khong dong hQ trong do cac thao hie tillh lOi1.n dell dl.ra Iren th,U11 so thoi gian tn~ eu,1 dc phrin IU 111i.ICh. Vi elL} la xel tn<.tch t.IO xung hi6u dien Iren hlnh 5.13. khi tin hi¢:u tren dU'o'ng A co SL! Ihay deli gia trj llr '0' sang '1'. neu tn<.H.:h dao B khong Ihm tre tin hi~u thl tin hi~u tren dUOng C se Iuon nh(1I1 gi,i Ir~ '0' do lin hi¢u tren hai duang A va B luon nguCJc nhau. Neu phull tu: 13 lam tre lin hi¢u. trong khoang thai gian co dO d~ti bill1g giu tr! tho'i gian tr~ tin hit;u qua ph[in IV fl, hai dau vao cua phan tir AND sc co cung giu Irj '1' \'ll Iren duo-ng lin hi¢u C se xu[il hi~n xung '0' ) '1' -t '0' C(l d9 n)ng b~ng giu trj Iham so tre cua ph[in lir dao B. Neu chung ta kh6ng xiy dL!ng mo hlnh bung phuong 109 phap hien djch m~)t dch can th~n. xung '}' nay se kh6ng xuift hi~n tren dUl'ing lin hi~u C b6i VI phuong phap hien djch chi quan t[tm toj hanh vi Gnh cLla m<;leh ( nc'u kh6ng quan tUm den s\T tr~ tin hi~u. gia tr! tren duong C luon muh 5.14 r l() hlnl1 llWCI1 tao xung kClll tham ~6 tri':o b~ng '0' ). Neu chung ta them vao phiio tu tn: D vao duong tin hi¢u t~li dau fa ella phfin til B. nweh se duqe ml':l phimg 111(1t eiich dung dim. Trang tmung h~1P nay ph[in tu t["l~ D dong vai tro phan tu Ire t~p trung tl"l~n duong phan hoi. Noi chung la khCmg the ti IO fa nhling mo hlnh dung dAn doi "ui nweh khong dong bQ 111()t d.ch tL! dOng m~1 can ph:li co cae kinh nghi¢m ella cae nha thiet kc. Trong nhGng tmung Iw"p, khi cau true ella nwch cil<') ph~p xiic dinh I11Qt R Q R R Q S S S Q a) S.R 0.0 ~ 1.1 b) c) IHnh 5.15 r lach tnga RS va phuong phap mO hlllh hmi bl.!ll elich. eaeh wang rninh de vong phein hoi, 'a van co th~ t40 fa de rna hlnh bien dieh khac nhau c16 mo ti.l cung InQt nweh. Trang mlli m6 hlnh khac nhau clla mi lch, ta uS nilling giil Ihie"' kh.:ie nhau \'~ vi tl"f CLla phun tll" tre t(lp trung lien nhll"llg 1116 hlnh ni:l)' co the phun ung khi.l.c nhau l16i \'('jj cLing m()1 t{le c1(mg. Til hay xC! tnrong hqp!TI6 hinh hoa logic VZI 1110 pl\('mg 1l1,"lCh Iri,go RS khi giii Ir! vccw tin hl¢u dau vi:1O RS chuyen ticp llf "00" .~allg '- 11 ". Nell la ,ir dl;lilg 1110 hinh WJi du(it1g tin hi0u Q la duong tin hi¢u ph,'m h6i (ilillh 5.15 b. ), ta Il1fty duang tin hi¢u Q chuycn tic - l' sang '0' trung khi gl,i 11"\ tn~n dU(l"llg Q luon h<'l.llg 'I' doi voi ci.i hai vecta dau \'ao. Tuy nhicn n2"u ta sir d~lOg 1110 hlnh \'oi duang tin hi¢u Q l~l duong tin hieu phAn hOI, ta se c6 c1lf0ng tin hi~u Q se chuycn tf<).ng thai tic '1' sang '0', trong khi duang tiB hi~u Q \':111 giG nguyen gi<i trj '1'. Hi¢n tuqng nay pluit sinh tll nguyen nhan sau: hai vt'cto" nay t<)O ra s\f ch\lY dua giUa cae phal1 tu NAND, trong d6 ket qua p1w thuQc vao thai gian 'n~ tht!c te tren d.e phal1 tu- d6. Nhu v~y, vi dlJ. ni:ly cho ta thay phuong ph<l.p m6 hinh hoa logic va 010 phong bang phuong phap bien 110 djeh theo so do tren llinh 5.12 kh0ng thieh IWp v6i nhiIng m~lCh lam \'It;C trong nhiIng ch6 d(,) eo sl! clWy dua gifra d,e phfill tll ho~e nii 1'0 (hazard). celc hi¢1l tU'Q"ng nay tlnrong thfl)' trong cac m,-wh khong dong hq. §5 3. Phuong phap Ino hinh ho{t huong 51! ki~n Phuung ph,ip m6 hinh hoa hu6'ng sl! ki¢n eho phcp xay dlfng nhling IDO hinh IDO phong trcn miiy tinh vai dq ehinh xae eao, trong do ta e6 the: m6 ':t lo~m bl) eae lien ke"t trong m,~ch va d~ra vao d6 xay dlJllg nhling m6 hlllh hm.lt Neu khong co s~r r ;::;;;:;=.:::;:~~,-~ kitH trang danh sach sI! ki¢n Thai diem m6 ph6ng 1 , ticp theo j Ket thue m6 ph6ng Hinh 5.16 Scr ctollurc hi¢n m0 hlnh hoa 16gic theo w ki¢n. d¢ng ella m,-~eh theo lien trlnh thai gian. Trong qUit trlnh m() hlnh haa logic viI m6 ph6ng hU0ng 'N ki¢n. chung ta quan sat qu,i trinh truyen eae SL.T ki~n xuat hi¢n Iren c{tC dU'l'mg tin hi¢u ella maeh IU dCiu vao den cI[iu ra. Trong truang hq'p n~IY, ta gi,\ thie! rang vung ,1nh lmang gay nen b('ti sv bien thicn ella m()1 tin hi¢u kh6ng 16n. Trang nhiIng lm,lell thong thuang. sif thay deli Ctla tin hi¢u dfiu vao se ~nh hu6ng t< '1i kho,lng 10% de dU'ong lin hi¢u trong n1<.\eh. Nhu v,)y, chung ta t1wc hi~n !TIn hinh hoa logie va !TIO ph6ng chi khi xuat hi~11 cae W thay III doi gia Ir! tin hi¢u trong mi \Ch, hay noi each khac ia khi xuat hi~n cae sl,r ki¢n trang mi.,lch, Dieu nay lam tang hi¢u suut cua qua tdnh me hlnh hmi vii !DO phong, H~ thong m6 hinh hmi iogie va 1110 phong huang .w ki~n , ,u d~ng m6 hlnh eau true eua nwch de: ian truyen d.e SI! ki¢n, SI! thay doi gia tri t,~i cae dau V,\O ehinh eua m',lch duqc xae dinh hang cac vecta tin hi¢u kich hO<;lt. M9i "If ki~n tren eac dl10ng tin hi~u khae clla m'-,Ich dl1qc t1nh tmin theo de ph,in IU bi kich hoal. Cac Sl! ki~n xuat hi¢n t'-,Ii nhi1ng thoi di~m thai gian m6 pilong xae dinh, Co che dicu phoi thai gian clla qua trlnh mo phong dicu khitn Sl! xuat hi-;n clla cae sl! ki~n thea m¢t tr~lt II! xac dinh, Cae tac (h)ng V~IO Illt,leh sc dl1qc hiC:u dien bang day cae SI! ki¢n xuat hi¢n 1ren d.e dui\t'f lin hi~u t<,li cae thai ditm thai gian xac dinh. etc sl! ki~n sc xuat hi¢n Iron,:; tlflillg lai sc phi.li cha vii duqe lu'll trang danh sach cae sl! ki~n. Nhfrng sl! ki~tl trong danh s,ich Sl! ki¢1l se duqe ditu ph6i \'ll xu Iy t~i nhling thoi diem m6 pht'mg, So do clla qua t1'lnh m6 hinh hoa logic va m6 ph6ng huang sl,I' ki¢n duqe the hi¢n tren hinh 5.16, Thai diem mo phong hi¢n tho-i dui,J'C ehuyc'n tie'p th~lnh 1ho-i diCin tier thea doi vai nhG'ng sI! ki¢n dang 6 trang thai eh(1 \'a Ih()'j diem tiep thea nay ehuyen thanh thai die'lll mo phung hi¢n t~\i, Sau eto, h~ th6ng m6 phong sc duy¢t danh sach sI! ki¢n va chQn nhiIng SLf ki¢n dU\lC dicu phoi de XU(n hi¢n trong Ihai diem hi~n t'-,Ii dong thai e'~r nh01 i',li gl~i Iri eua nhiJ'ng lin hi¢u kich hm,lt. H¢ m6 phong sc duy~1 danh s,ieh cae clu(ing rc nhanh ella lin hi¢u kfch hOi;lt de xac dinh cae phSn Ill' ,C du9'c beh hoat. Trang m'-,lch thtfe, qU(1 trlnh truy6n Sl! ki¢n t'-,Ii de diem rc llhanh duqc thtfc hi¢n song song. Qwi lrinh t[nh to,in trell de phal1 Ill' b.i kich ho"lt eo Ih~ sinh ra eac sl! ki¢n 111lJ'i V~l nhiIng SLf ki¢n moi nZly se dU0'c di~u ph6i d~ xu:!t hi¢n t\li nhung thoi diem tiep theo tl1crng l'mg "oi tham s6 1ho-I gian Ire ella de phep 10all lien quan tai ph.in tlr do. ll¢ thong mo plH11lg se dua nhling SI,T ki~n m6i du'(,J'C sinh ra nay vao danh sach st,t ki¢n va qua Iriuh m() hlllh hoa l6gie V~l 1110 phong se tiep tye cho den khi con e6 tn,lOg thSi kleh !lO'.lt i()gic [rong 111\1ch. hay noi each khac iit cho den khi 111(1 danh sikh S1f ki¢l1 rong. Qua trlnh tinh toan trong phan tli }'1 c6 the sinh ra cae sl! ki¢n thay (1(;i tr~U1g thai cLm ph~ill til'. Khi nhil'ng Slf ki~n thay d6i tn,mg thi.\i xu:.t hi~ll, stf ki¢n n~IY chi klch hO<,lt phan tli M va phan tlc nay se lhl!e hi¢n cae tinh toan. De dan gi;in chung ta gia thiet rang t[ll cit cae sl! ki~n duqc xae d!llh eae tac dQllg kieh ho~t 1O<,lch duqe dua vao danh s,-ich sl! ki¢n tru6c khi rn6 hlnh hoil. 112 . ;::;;;:;=.:::;:~~ ,-~ kitH trang danh sach sI! ki¢n Thai diem m6 ph6ng 1 , ticp theo j Ket thue m6 ph6ng Hinh 5 .16 Scr ctollurc hi¢n m0 hlnh hoa 16gic theo w ki¢n. d¢ng ella m ,-~ eh theo. to,in tl-cn de gi.i tri '0', '1' va 'X'. Cac gia tri n~ly dUQ'c ma hoa hai bit nhu sau: '0' - "00"; 'I' - "11";. huang sl,I' ki¢n duqe the hi¢n tren hinh 5 .16, Thai diem mo phong hi¢n tho-i dui,J'C ehuyc'n tie'p th~lnh 1ho-i diCin tier thea doi vai nhG'ng sI! ki¢n