Міністерство освіти і науки України
НТУУ “КПІ ім. Ігоря Сікорського”
Теплоенергетичний факультет
Кафедра автоматизації проектування енергетичних процесів і систем
Комп’ютерна схемотехніка
Звіт до лабораторної роботи №3
“Типові комбінаційні ЦП”
Варіант 16
Дата: 01 Листопада 2021
Мета: Закріплення знань і отримання практичних навичок проектування та синтезу на базі ПЛІС типових комбінаційних ЦП в заданому елементному базисі.
Постановка задачі
В результаті виконання даної практичної роботи студент повинен вміти:
проектувати та синтезувати на базі ПЛІС шифратори (CD), дешифратори (DC), мультиплексори (MX) та демультиплексори (DMX) в заданому елементному базисі;
створювати та використовувати допоміжні бібліотечні модулі;
призначати входи/виходи ЦП виводам мікросхеми ПЛІС;
проводити моделювання типових комбінаційних ЦП функціональне та з урахуванням часових параметрів мікросхем ПЛІС;
Теоритичні відомості:
Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
/Загальна схема
Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Мультиплексоры могут использоваться для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним. Мультиплексоры обозначают сочетанием MUX, а также MS.
/Умовна схема для мультикомпексора 4 в 1
Демультиплексор:
Демультиплексор — это логическое устройство, предназначенное для переключения сигнала с одного информационного входа на один из информационных выходов. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору. На схемах демультиплексоры обозначают через DMX или DMS.
/ Умовна схема для демультикомпексора 1 в 4
У разі ТТЛ логіки для комутації каналів застосовуються логічні елементи "І". У КМОП мікросхемах широко застосовуються ключі на польових транзисторах. Тому в них відсутнє поняття демультиплексора. Інформаційні входи і вихід можна поміняти місцями, в результаті чого мультиплексор може служити в якості демультиплексора.
Якщо між числом виходів і числом адресних входів діє співвідношення n = 2 m для двійкових демультиплексор або n = 3 m для трійкових демультиплексор, то такий демультиплексор називають повним. Якщо n <2 m для двійкових демультиплексор або n <3 m для трійкових демультиплексор, то демультиплексор називають неповним. Функції демультиплексори подібні з функціями дешифраторів. Дешифратор можна розглядати як демультиплексор, у якого інформаційний вхід підтримує напругу виходів в активному стані, а адресні входи виконують роль входів дешифратора. Тому в позначенні як дешифраторів, так і демультиплексори у вітчизняних мікросхемах використовуються однакові літери - ВД. Демультиплексори виконують унарні (одновходовие, однооперандние) логічні функції з n-арним виходом.
Дешифраторы и шифраторы
Дешифратор (decoder) – это комбинационное устройство, позволяющее распознавать числа, представленные позиционным п-разрядным кодом. Если на входе дешифратора "-разрядный двоичный код, то на его выходе код "1 из Ν". В кодовой комбинации этого кода только одна позиция занята единицей, а все остальные – нулевые. Например, код "1 из Ν", содержащий 4 кодовые комбинации, будет представлен следующим образом:
/
Такой код называют унитарным, поэтому дешифратор является преобразователем позиционного двоичного кода в унитарный. Так как возможное количество чисел, закодированных n-разрядным двоичным кодом, равно количеству наборов из и аргументов (N = 2”), то дешифратор, имеющий n входов, должен...
