Bài giảng nhập môn mạch số chương 4 ths hồ ngọc diễm

NHẬP MƠN MẠCH SỐ Chương Bìa Karnaugh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tổng quan Chương học về: - Phương pháp đánh giá ngõ mạch logic cho trước - Phương pháp thiết kế mạch logic từ biểu thức đại số cho trước - Phương pháp thiết kế mạch logic từ yêu cầu cho trước - Các phương pháp để đơn giản/tối ưu mạch logic  giúp cho mạch thiết kế tối ưu diện tích, chi phí tốc độ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung Mạch logic số Thiết kế mạch số Bìa Karnaugh (bản đồ Karnaugh) Cổng XOR/XNOR CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mạch logic số (logic circuit) • Dùng định lý Boolean để đơn giản hàm sau: Dạng AND Tên Dạng OR Định luật thống 1A = A 0+A=A Định luật không OA = O 1+ A = Định luật Idempotent AA = A A+A=A Định luật nghịch đảo AA  A A 1 Định luật giao hoán AB = BA A+B=B+A Định luật kết hợp (AB)C = A(BC) (A+B)+C = A + (B+C) Định luật phân bố A + BC = (A + B)(A + C) A(B+C) = AB + AC Định luật hấp thụ A(A + B) = A A + AB = A Định luật De Morgan CuuDuongThanCong.com AB  A  B A  B  A.B https://fb.com/tailieudientucntt Tích chuẩn Tổng chuẩn • Tích chuẩn (minterm): mi số hạng tích (AND) mà tất biến xuất dạng bình thường (nếu 1) dạng bù (complement) (nếu 0) • Tổng chuẩn (Maxterm): Mi số hạng tổng (OR) mà tất biến xuất dạng bình thường (nếu 0) dạng bù (complement) (nếu 1) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dạng tắc (Canonical Form) • Dạng tắc 1: dạng tổng tích chuẩn_1 (minterm_1) (tích chuẩn_1 tích chuẩn mà tổ hợp hàm Boolean có giá trị 1) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dạng tắc (Canonical Form) (tt) • Dạng tắc 2: dạng tích tổng chuẩn_0 (Maxterm_0) (tổng chuẩn_0 tổng chuẩn mà tổ hợp hàm Boolean có giá trị 0) F ( x, y, z )  ( x  y  z )( x  y  z )( x  y  z )( x  y  z )( x  y  z )  M 0M 2M 5M 6M A B C • Trường hợp tùy định (don’t care) Hàm Boolean theo dạng tắc: F (A, B, C) =  (2, 3, 5) + d(0, 7) (chính tắc 1) =  (1, 4, 6) D(0, 7) (chính tắc 2) CuuDuongThanCong.com 0 0 1 1 https://fb.com/tailieudientucntt 0 1 0 1 1 1 F X 1 X Ví dụ • Câu hỏi: Trong biểu thức sau, biểu thức dạng tắc? a b c d e XYZ + X’Y’ X’YZ + XY’Z + XYZ’ X + YZ X+Y+Z (X+Y)(Y+Z) • Trả lời: – b d CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dạng tắc (Canonical Forms) (tt) Tổng tích chuẩn Sum of Minterms Tích tổng chuẩn Product of Maxterms Chỉ quan tâm hàng có giá trị X = 0: viết X’ X = 1: viết X Chỉ quan tâm hàng có giá trị X = 0: viết X X = 1: viết X’ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dạng chuẩn (Standard Form) • Dạng tắc đơn giản hoá để thành dạng chuẩn tương đương – Ở dạng đơn giản hố này, có nhóm AND/OR và/hoặc nhóm có biến • Dạng tổng tích - SoP (Sum-of-Product) – Ví dụ: • Dạng tích tổng - PoS (Product-of-Sum) – Ví dụ : Có thể chuyển SoP dạng tắc cách AND thêm (x+x’) PoS dạng tắc cách OR thêm xx’ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Ví dụ • Step 1: đánh dấu 14 • Step 2: đánh dấu 15 • Step 3: đánh dấu 16 – EPI => A'B chọn • Step 4: đánh dấu 18 • Step 5: đánh dấu 19 • Step 6: đánh dấu 110 – EPI => AB'D' chọn • Step 7: đánh dấu 113 (tại điểm tất EPIs xác định) • Step 8: AC'D chọn để gom số lại CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 48 Bìa Karnaugh biến CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 49 Bìa Karnaugh biến CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 50 Bìa Karnaugh biến CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 51 Bìa Karnaugh biến CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 52 Bìa Karnaugh biến Phương pháp khác Ví dụ F   (31, 30, 29, 27, 25, 22, 21, 20,17,16,15,13,11, 9, 6, 4,1, 0) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 53 Bìa Karnaugh biến Ví dụ (tt) F   (31, 30, 29, 27, 25, 22, 21, 20,17,16,15,13,11, 9, 6, 4,1, 0) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 54 Bìa Karnaugh biến Ví dụ (tt) F   (31, 30, 29, 27, 25, 22, 21, 20,17,16,15,13,11, 9, 6, 4,1, 0) F = ACDE’ + B’CE’ + BE + B’C’D’ + AB’D’ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 55 Cổng XOR XNOR CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 56 Mạch Exclusive OR (XOR) • Exlusive OR (XOR) cho kết HIGH hai đầu vào khác Output expression: x = AB + AB XOR Gate Symbol CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 57 Mạch Exclusive NOR (XNOR) • Exlusive NOR (XNOR) cho kết HIGH hai đầu vào giống – XOR XNOR cho kết ngược Output expression x = AB + AB XNOR Gate Symbol CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 58 Ví dụ • Thiết kế mạch để phát số nhị phân bit có hay khơng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 59 TỐI ƯU MẠCH BẰNG CỔNG XOR VÀ XNOR Làm tối ưu mạch cổng XNOR CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 60 Bộ tạo kiểm tra Parity (Parity generator and checker) • Cổng XOR XNOR hữu dụng mạch với mục đích tạo (bộ phát) kiểm tra (bộ nhận) parity bit CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 61 Any question? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 62 ... đơn giản/tối ưu mạch logic  giúp cho mạch thiết kế tối ưu diện tích, chi phí tốc độ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung Mạch logic số Thiết kế mạch số Bìa Karnaugh...Tổng quan Chương học về: - Phương pháp đánh giá ngõ mạch logic cho trước - Phương pháp thiết kế mạch logic từ biểu thức đại số cho trước - Phương pháp thiết kế mạch logic từ yêu cầu... https://fb.com/tailieudientucntt 13 Các bước thiết kế mạch logic số • Bước 1: xây dựng bảng thật/chân trị CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14 Các bước thiết kế mạch logic số • Bước 2: chuyển bảng thật