Разработка цифровой ИС, выполняющей функцию демультиплексора
2 Разработка функциональной схемы
Согласно предложенному заданию, необходимо разработать микросхему, выполняющую логическую функцию демультиплексора 1?8, который в соответствии с принятым адресом направляет информацию в одну из четырех линий. При этом на остальных линиях поддерживается логический «O».
Таблица 1. Таблица истинности демультиплексора 1?8 [1].
S2 |
S1 |
S0 |
F0 |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
F5 |
F6 |
F7 |
|
0 0 0 0 1 1 1 1 |
0 0 1 1 0 0 1 1 |
0 1 0 1 0 1 0 1 |
А 0 0 0 0 0 0 0 |
0 А 0 0 0 0 0 0 |
0 0 А 0 0 0 0 0 |
0 0 0 А 0 0 0 0 |
0 0 0 0 А 0 0 0 |
0 0 0 0 0 А 0 0 |
0 0 0 0 0 0 А 0 |
0 0 0 0 0 0 0 А |
Логическая схема, выполняющая данные функции, показана на рисунке 1.
Реализация функции демультиплексирования на элементах ИЛИ-НЕ предпочтительна, поскольку необходимо связать логическую и принципиальную схему (на выходах вентиля ЭСЛ реализуются функции ИЛИ-НЕ/ИЛИ).
В микросхемах демультиплексор имеет следующее обозначение:
Рисунок 1. Обозначение демультиплексора.
где DI (data input) - поле входных сигналов;
DMX (демультиплексор) - обозначение функции, которую выполняет логический элемент;
DO (data output) - поле выходных сигналов;
СS (crystal select) - управляющий сигнал, который запрещает («1») или разрешает («O») работу схемы. Таким образом, если СS = «O», на всех выходах схемы будет наблюдаться ее работа в зависимости от входных, а если СS = «1», то схема работать не будет, независимо от входных сигналов.
Из таблицы истинности видно, что минимизировать данные функции невозможно, так как они представлены в тупиковой форме. Поэтому синтез функциональной схемы проводится непосредственно по записанным выходным функциям в базисе «ИЛИ-НЕ».
Рисунок. 2. Функциональная схема демультиплексора 1х8 в базисе ИЛИ-НЕ
Рисунок 3. Временная диаграмма работы функциональной схемы при CS=0
Рисунок 4. Временная диаграмма работы функциональной схемы при CS=1