МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ АНАЛІЗУ ТА СИНТЕЗУ РЕГІСТРІВ ЗВІТ до лабораторної роботи №5 з курсу: «Компонентна база засобів технічного захисту інформації» Мета роботи – вивчення схемних різновидів регістрів, методів їх аналізу і синтезу. Результати виконання роботи Визначаємо варіант. Номер варіанту –
. Отже: Таблиця 1


Логічні елементи     Пункт завдання     а) б) в)  0 0 0 3І-НЕ І, АБО, НЕ 2АБО-НЕ  Таблиця 2


Логічні елементи     Пункт завдання     а) б) в)  0 0 1 
,
,

,

,
 Таблиці переходів для D-, T-, RS-, JK- тригерів

 00 01 10 11 0 1 0 1  

 00 01 10 11 0 1 1 0  


 00 01 10 11 * 0 1 0 0 1 0 *      


 00 01 10 11 0 1 * * * * 1 0   Синтезуємо синхронний регістр на синхронних D-, T-, або JK-тригерах. Обчислюємо кількість розрядів коду мікрооперації:
. Тепер складаємо таблицю кодування: Таблиця 3 Мікрооперація Код мікрооперації Рівняння мікрооперації   

  
0 0 
 
0 1 
 
1 0 
  Складаємо таблицю функціонування і-го розряду регістра за алгоритмом, який поданий у методичних вказівках до лабораторної роботи. Таблиця 4









 0 0 0 0 0 0 0 0 0 *  0 0 0 0 1 0 1 0 * 1  0 0 0 1 0 0 0 0 0 *  0 0 0 1 1 0 1 0 * 1  0 0 1 0 0 1 1 1 1 *  0 0 1 0 1 1 0 1 * 0  0 0 1 1 0 1 1 1 1 *  0 0 1 1 1 1 0 1 * 0  0 1 0 0 0 0 0 0 0 *  0 1 0 0 1 0 1 0 * 1  0 1 0 1 0 1 1 1 1 *  0 1 0 1 1 1 0 1 * 0  0 1 1 0 0 0 0 0 0 *  0 1 1 0 1 0 1 0 * 1  0 1 1 1 0 1 1 1 1 *  0 1 1 1 1 1 0 1 * 0  1 0 0 0 0 0 0 0 0 *  1 0 0 0 1 1 0 1 * 0  1 0 0 1 0 1 1 1 1 *  1 0 0 1 1 0 1 0 * 1  1 0 1 0 0 0 0 0 0 *  1 0 1 0 1 1 0 1 * 0  1 0 1 1 0 1 1 1 1 *  1 0 1 1 1 0 1 0 * 1  1 1 0 0 0 * * * * *  1 1 0 0 1 * * * * *  1 1 0 1 0 * * * * *  1 1 0 1 1 * * * * *  1 1 1 0 0 * * * * *  1 1 1 0 1 * * * * *  1 1 1 1 0 * * * * *  1 1 1 1 1 * * * * *   Тепер мінімізуємо функції збудження усіх тригерів з табл. 4 за допомогою методу карт Карно:



Рис. 1. Карти Карно для мінімізації функцій (у лівому верхньому куті зазначено функцію) Результат мінімізації:
,
,
,
. Після переведення отриманих рівнянь в базис 3І-НЕ бачимо, що нам необхідно за умови застосування Т - тригерів - 16 логічних елементів 3І-НЕ; за умови застосування D - тригерів - 13 логічних елементів 3І-НЕ; за умови застосування JK - тригерів - 11 елементів 3І-НЕ. Отже, з точки зору складності схема регістра на JK-тригері буде найпростішою. Будуємо схему. / Рис. 2. Схема однорозрядної секції синхронного регістра на синхронному JK-тригері для дослідження / Рис. 4. Схема 4-розрядного синхронного регістра на синхронному JK-тригері Синтезуємо синхронний регістр на асинхронних RS- або JK-тригерах. Обчислюємо кількість розрядів коду мікрооперації:
. Тепер складаємо таблицю кодування: Таблиця 5 Мікрооперація Код мікрооперації Рівняння мікрооперації   
  
0 
 
1 
  Складаємо таблицю функціонування і-го розряду регістра за алгоритмом, який поданий у методичних вказівках до лабораторної роботи. Таблиця 6









 0 0 0 0 0 0 0 * * 0  0 0 0 0 1 1 * 0 0 *  0 0 0 1 0 0 0 * * 0  0 0 0 1 1 1 * 0 0 *  0 0 1 0 0 0 0 * * 0  0 0 1 0 1 1 * 0 0 *  0 0 1 1 0 0 0 * * 0  0 0 1 1 1 1 * 0 0 *  0 1 0 0 0 0 0 * * 0  0 1 0 0 1 1 * 0 0 *  0 1 0 1 0 0 0 * * 0  0 1 0 1 1 1 * 0 0 *  0 1 1 0 0 0 0 * * 0  0 1 1 0 1 1 * 0 0 *  0 1 1 1 0 0 0 * * 0  0 1 1 1 1 1 * 0 0 *  1 0 0 0 0 0 0 * * 0  1 0 0 0 1 0 * 1 1 0  1 0 0 1 0 0 0 * * 0  1 0 0 1 1 0 * 1 1 0  1 0 1 0 0 1 1 * 0 1  1 0 1 0 1 1 * 0 0 *  1 0 1 1 0 1 1 * 0 1  1 0 1 1 1 1 * 0 0 *  1 1 0 0 0 0 0 * * 0  1 1 0 0 1 0 * 1 1 0  1 1 0 1 0 1 1 * 0 1  1 1 0 1 1 1 * 0 0 *  1 1 1 0 0 0 0 * * 0  1 1 1 0 1 0 * 1 1 0  1 1 1 1 0 1 1 * 0 1  1 1 1 1 1 1 * 0 0 *   Тепер мінімізуємо функції збудження усіх тригерів з табл. 6 за допомогою методу карт Карно:



Рис. 5. Карти Карно для мінімізації функцій (у лівому верхньому куті зазначено функцію) Після мінімізації отримаємо:
;
Як бачимо, результат мінімізації для обох тригерів рівноцінний, тому будуємо схему лише для RS-тригера в базисі І, АБО, НЕ:
Рис. 6. Схема однорозрядної секції синхронного регістра на асинхронному RS-тригері Синтезуємо асинхронний регістр на асинхронних T- або JK-тригерах. Таблиця 7 Мікрооперація Код мікрооперації Рівняння мікрооперації   

  
0 1 
 
1 0 
 Складаємо таблицю функціонування і-го розряду регістра за алгоритмом, який поданий у методичних вказівках до лабораторної роботи. Таблиця 8







 0 0 0 0 0 0 0 *  0 0 0 1 1 0 * 0  0 0 1 0 0 0 0 *  0 0 1 1 1 0 * 0  0 1 0 0 1 1 1 *  0 1 0 1 0 1 * 1  0 1 1 0 1 1 1 *  0 1 1 1 0 1 * 1  1 0 0 0 0 0 0 *  1 0 0 1 0 1 * 1  1 0 1 0 1 1 1 *  1 0 1 1 1 0 * 0  1 1 0 0 * * * *  1 1 0 1 * * * *  1 1 1 0 * * * *  1 1 1 1 * * * *  Тепер мінімізуємо функції збудження усіх тригерів з табл. 8 за допомогою методу карт Карно:


Рис. 7. Карти Карно для мінімізації функцій (у лівому верхньому куті зазначено функцію) Після мінімізації отримаємо:


З точки зору складності схема регістра на JK-тригері буде найпростішою. Отже, переходимо в базис 2АБО-НЕ і будуємо схему.


Рис. 8. Схема однорозрядної секції асинхронного регістра на асинхронному JK-тригері Часові діаграми роботи регістра, що досліджувався в лабораторії / Рис. 9. Часова діаграма роботи однорозрядної секції синхронного регістра на синхронному JK-тригері / Рис. 10. Часова діаграма роботи синхронного регістра на синхронному JK-тригері Висновок Синтезовано схеми трьох основних типів регістрів. При побудові синхронного регістра на синхронних тригерах, схема однорозрядної секції на JK-тригері була найпростішою. Синтез синхронного регістра на асинхронних RS- або JK-тригерах показав, що схеми є ідентичними. Для асинхронного регістра на асинхронних тригерах схема з використанням JK-тригера була також набагато простішою.