Материал: Захаров, Сайфутдинов - Вычислительная техника

Рис. 2.29. Схема ЛЭ И-НЕ на КМОП-структуре

Коэффициент разветвления по выходу велик, поскольку эти схемы имеют очень большое входное сопротивление. КМОП-схемы могут работать в широком диапазоне питающих напряжений, что удобно при их совместной работе с ТТЛ схемами. Однако управлять КМОП-схемой ТТЛ схема не может, т.к. уровень напряжений логической единицы ТТЛ схемы недостаточен для КМОП-схемы. Согласование уровней ТТЛ и КМОП-схем достигается включением резистора между выходом ТТЛ схемы и источником питания (рис. 2.30).

X 2o

ТТЛ КМОП

Рис. 2.30.Схема согласования ТТЛ и КМОП-логических элементов

51

Контрольные вопросы

1. Составить таблицу истинности переключательных функций: y1 = x1 + x2, y2 = x1 x2.

2. Построить логические схемы на элементах И, ИЛИ, НЕ, реализующих переключательные функции у1 = х1 х2 + х1 х2, у2 = х1 + х2 + х1 х2.

3. Составить таблицу истинности переключательных функций: y1 = x1 + x2, y2 = x1 x2.

4.Как по статической передаточной характеристике ЛЭ определить запас помехоустойчивости?

5.Перечислить факторы, обеспечивающие высокое быстродействие ЭСЛ-логических элементов. Объяснить назначение эмиттерных повторителей.

52

3. ЦИФРОВЫЕ КОМБИНАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Цифровые комбинационные устройства (КУ) представляют собой логическую схему с m входами (m 1) и n выходами (n 1), у которой состояния выходов, т. е. информационные значения выходных сигналов, в данный момент времени определяются лишь состояниями входов в этот же момент времени. Синтез КУ выполняется на основе правил функционирования КУ, которые могут быть заданы словесно, в виде таблицы истинности, структурной формулой. Далее на основании правил алгебры логики или с помощью специальных методов (карт Карно и т. д.) производится минимизация структурной формулы КУ. Производят, если это необходимо, преобразование минимизированной структурной формулы к форме, содержащей лишь логические операции заданного базиса (И-НЕ, ИЛИ-НЕ). На основании структурной формулы составляют функциональную и принципиальную схемы КУ. Рассмотрим несколько примеров реализации КУ.

3.1. Устройство равнозначности

Устройство равнозначности (УР) — это логическая схема с двумя входами Х1 и Х2 и выходом Y, условия работы которой таковы: сигнал Y= 1 только при совпадении информационных значений входных сигналов. В таблице 3.1 приведена таблица истинности УР.

Структурная формула схемы для наборов, где Y = 1, имеет вид

Y = X1X2 + Х1Х2 .

Функциональная схема УР приведена на рисунке 3.1. Она содержит пять логических элементов — два инвертора, два элемента И и один элемент ИЛИ.

На основе правила де Моргана УР можно выполнить в базисе И-НЕ:

Y = X1X2 + Х1Х2 = Х1Х2 Х1 Х2 .

X1 X 2

Рис. 3.1. Функциональная схема устройства равнозначности

Эту структурную формулу можно реализовать на пяти элементах И-НЕ

(рис. 3.2).

X1 X2

Рис. 3.2. Функциональная схема УР на элементах И-НЕ

Устройства равнозначности применяются в основном в схемах сравнения цифровых кодов.

54

3.2. Устройство неравнозначности

Устройство неравнозначности — это устройство с двумя входами X1 и Х2 и выходом Y, реализующее логическую функцию, называемую «исключающее ИЛИ»: Y = l только при несовпадении информативных значений входных сигналов. Таблица истинности устройства неравнозначности представлена в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Согласно таблице истинности можно записать структурную формулу

Y = Xl Х2 + Х1X2 = Xl X2.

Символ означает операцию «исключающее ИЛИ». Устройство может быть реализовано схемой, содержащей пять логических элементов: два инвертора, два элемента И и один элемент ИЛИ (рис. 3.3).

X 1 X2

Рис. 3.3. Функциональная схема устройства неравнозначности

Устройства неравнозначности являются базовыми для построения комбинационных полусумматоров и сумматоров.

55