angl. logic AND

Transcript angl. logic AND

Diskretin ės elektronikos pagrindai

Priminimas (modulis T170M012)

2012 Kauno technologjios universitetas Elektronių ir matavimo sistemų katedra Doc. dr. Žilvinas Nakutis

Paskaitos turinys

 Programuojamos logikos raktiniai žodžiai, rinka, produktai  Bulio logika  Baziniai loginiai elementai  Kombinacin ė ir nuoseklioji logikos  Skaitmeninių elementų šeimos viso 56 2

Literat ūros šaltiniai

 T.R. Kuphaldt, Lessons in Electronic Circuits IV – Digital, 2002, 4 th ed, 371 p. ( ebook: Electronics - Lessons in Electronic Circuits IV - Digital.pdf

)  M.Balch, A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture, McGraw Hill, 2003, 481p. ( KTUIF D193651 )  R.Kirvaitis, Loginės schemos, Vilnius, 1999, 255p. ( KTUIF D187890 )  R.Dueck, Digital design with CPLD applications and VHDL, 2000, 841 p. ( ebook ) viso 56 3

“Programmable logic” pasaulinėje (JAV) rinkoje (globalspec) viso 56 4

“Programmable logic” pasaulinėje (JAV) rinkoje (globalspec) 

Programmable Logic Controllers (PLCs)

(647 firmos, gamintojai ir distributoriai) Programuojamos logikos vadikliai – tai valdymo mazgai įvairioms automatizavimo sistemoms. Jie palaiko įvairius įėjimus, išėjimus ir tinklinę architektūrą. 

Programmable Logic Devices (PLD)

t.t.

(185 firmos) Programuojamos logikos įrenginiai – tai elektroniniai komponentai su konfigūruojama logika, bistabiliais elementais (flip-flop) ir programuojamomis sujungimų matricomis. Naudojami kitų komponentų tarpusavio jungimui, duomenų perdavimui, signalų apdorojimui, duomenų atvaizdavimui, laikinių intervalų formavimui, ir http://www.globalspec.com/ (žiūtėta 2011-09-19) viso 56 5

“Programmable logic” pasaulin ėje rinkoje (globalspec)       

Simple Programmable Logic Devices (SPLD)

(44 firmos) Paprasti programuojami loginiai įrenginiai – skaitmeniniai komponentai, su konfigūruojama logika ir bistabiliais elementais sujungtais tarpusavyje programuojamais sujungimais

Complex Programmable Logic Devices (CPLD)

(54 firmos) Sudėtingi programuojami loginiai įrenginiai – tai integruotosios grandinės, kurios yra konfigūruojamos realizuoti aparatines funkcijas. CPLD gali atlikti užduotis sudėtingesnes negu SPLD, bet paprastesnes negu FPGA.

Field-Programmable Gate Arrays (FPGA)

(105 firmos) Programuojami ventilių laukai pasižymi kita vidine architektūra, negu SPLD ir CPLD ir paprastai būna didesnių galimybių

Logic Gates

(75 firmos) Loginiai ventiliai yra elektroninės grandinės, kurios vykdo operacijas su skaitmeninės logikos signalais pagal Bulio algebros taisykles.

Flip-flops

įėjimą. (55) Bistabilūs elementai – sinchronizuoja išėjimo būsenos kitimą pagal taktavimo

(Pasakykite pavyzdį) Digital Latches

0) (49) Skaitmeniniai fiksatoriai – fiksuoja ir išlaiko skaitmeninę informaciją (1 arba

Shift Registers

(43 ) Postūmio registrai – saugo ir perstumia duomenis.

http://www.globalspec.com/ (žiūtėta 2011-09-19)

viso 56 6

Bulio logika

 Bulio logika, tai matematikos šaka, pradėta anglų matematiko

George Boole

XIX amžiuje. Pagrindinė jos idėja yra ta, kad loginius ryšius galima modeliuoti (aprašyti) algebrinėmis lygtimis.  Vietoje aritmetinių operacijų, tokių kaip suma ir skirtumas, Bulio algebra (arba logika) naudoja loginius operatorius IR (login ė sandauga), ARBA (login ė suma) bei NE (loginė inversija).  Bulio kintamieji turi dvi galimas reikšmes: teisinga (true) ir neteisinga (false), skaitmenimis atitinkamai žymimas 1 ir 0.

viso 56 7

Baziniai loginiai ventiliai  IR (sandauga),

angl. logic AND

 ARBA (suma),

angl. logic OR

 NE (neigimas),

(INVERSION) angl. logic NOT

viso 56 8

Teisingumo lentelės

 Teisingumo (rei kšmių) lentelės dažnai naudojamos aprašyti loginius ryšius  Teisingumo lentelėje pateikiami ryšiai tarp galimų įėjimų ir išėjimų viso 56 9

Kiti loginiai elementai

 Naudojami ir kiti loginiai elementai, kurie gali būti sudaryti iš bazinių elementų (ARBA, IR, NE):     not –AND (NAND), not –OR (NOR), exclusive –OR (XOR) (suma moduliu 2), exclusive –NOR (XNOR).

viso 56 10

Supaprastintas loginių operacijų žymėjimas viso 56 11

Loginės funkcijos ir ventiliai

Logines funkcijas aprašant grandinėmis, naudojami operatoriai vadinami ventiliais (

angl. gates

) 7 baziniai grafiniai simboliai. Grandinių lygmenyje loginiai viso 56 12

Sumatorius

Užduotis : Sudarykite teisingumo lentelę ir palyginkite su dvejetainio sumavimo rezultatais. viso 56 13

Bulio algebros savybės

 Komutatyvumas: A & B = B & A, A + B = B + A  Asociatyvumas: (A & B) & C = A & (B & C), (A + B) + C = A + (B + C),  Distributyvumas: A & (B + C) = A & B + A & C.

U žduotis: Patikrinkite XOR (^) funkcijos asociatyvumą.

viso 56 14

De Morgano taisykl ės Šios Bulio algebros teoremos parodo, kaip bet kurį IR-tipo ventilį transformuoti į ARBA-tipo ir atvirkščiai.

viso 56 15

Ekvivalentinis ventilis

 Koks yra ekvivalentinis ventilis?

Atsakymas : viso 56 16

Kombinacinė logika  Kombinacinė (

angl. combinational arba combinatorial

nuo įėjimų, nepriklausomai nuo to, kokiu nuoseklumu keičiasi įėjimų reikšmės ) logika yra skaitmeninė logika, kurios išėjimai priklauso

Kl : kaip suprantate paskutinį sakinį? Kaip įsivaizduojate, kaip gali priklausyti nuo įėjimų nuoseklumo?

 Visos loginės funkcijos gali būti susintezuotos kombinuojant tris pagrindines funkcijas: IR, ARBA ir NE. Šios loginės Bulio funkcijos sudaro visų kombinacinių schemų pagrindą.

Šaltinis: S.Brown, Z.Vranesic, Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design, 2005. ( Fundamentals Of Digital Logic With Vhdl Design (2nd).pdf

)

viso 56 17