Circuite Integrate Digitale

1. IMPLEMENTAREA FUNCŢIILOR LOGICE

Implementarea funcţiilor logice cu ajutorul porţilor logice presupune proiectarea unei scheme electrice (având în componenţă porţi logice şi uneori anumite componente pasive) care va avea ca intrări variabilele funcţiei şi ca ieşire valoarea funcţiei.

Exerciţiu:

1. Să se implementeze funcţia SAU EXCLUSIV utilizând:

a.) numai porţi ŞI-NU cu două intrări;

b.) numai porţi SAU-NU cu două intrări.

a.) Funcţia se transformă cu ajutorul teoremei lui De Morgen:

Se implementează termen cu termen şi se obţine următoarea schemă:

Observaţie: Un inversor se obţine dintr-o poartă ŞI-NU conectând ambele intrări împreună sau conectând o intrare în permanenţă la „1” logic. Se preferă prima variantă datorită performanţelor dinamice superioare la frecvenţe ridicate.

b.) Funcţia se transformă cu ajutorul teoremei lui De Morgen:

Se obţine următoarea implementare:

Observaţie: Un inversor se obţine dintr-o poartă SAU-NU conectând ambele intrări împreună sau conectând o intrare în permanenţă la „0” logic. Se preferă prima variantă datorită performanţelor dinamice superioare la frecvenţe ridicate.

Observaţie: Implementarea cu un număr minim de porţi se obţine dacă se consideră că:

Se obţine:

Implementarea se realizează cu 4 (patru) porţi ŞI-NU cu două intrări.

Temă: Să se implementeze funcţiile:

a.) utilizând porţi ŞI-NU cu 2 intrări;

b.) b1.) cu porţi ŞI-NU cu 2 intrări;

b2.) cu porţi ŞI-NU cu oricâte intrări;

c.) c1.) cu porţi ŞI-NU cu 2 intrări;

c2.) cu porţi SAU-NU cu 2 intrări;

d.) d1.) cu porţi ŞI-NU cu 2 intrări.

d1.) cu cele mai potrivite porţi

2. FUNCŢIONAREA PORŢILOR LOGICE

ÎN REGIM DINAMIC

Funcţionarea porţilor logice în regim dinamic se analizează pe intervale de timp în care toate semnalele nu-şi modifică starea logică. Pe fiecare interval se interpretează starea ieşirilor porţilor pe baza tabelelor de funcţionare ale acestora.

Exerciţiu:

1. Pentru schema prezentată în figură se consideră variaţia semnalelor de intrare A şi C reprezentată în diagramele de mai jos. Dacă intrările B şi D se consideră în permanenţă conectate la „1” logic, să se reprezinte formele de undă ale semnalelor obţinute la ieşirea tuturor porţilor logice utilizate. Se va neglija timpul de propagare al porţilor logice.

3. MINIMIZAREA FUNCŢIILOR LOGICE

Minimizarea funcţiilor logice se poate face prin metode algebrice sau grafice

3.1. Metodele algebrice de minimizare

Metodele algebrice de minimizare a funcţiilor logice se bazează pe proprietăţile, axiomele şi teoremele algebrei binare. Aceste metode pot fi lungi şi plictisitoare, pot introduce erori şi depind foarte mult de experienţa celui care le utilizează.