Общие сведения

Стандартные серийные микросхемы часто состоят из элементов (вентилей) только одного типа. Например «2И-НЕ», «3И-НЕ», «3ИЛИ-НЕ».

В связи с этим, возникает задача реализации булевой функции (БФ) в базисе с ограничениями, это означает, что схема для реализации заданной функции может быть построена на элементах только одного или двух указанных условий и типов.

Для преобразования исходной БФ к заданному базису используется методика, в основе которой лежит применение законов Де-Моргана. Методика преобразования состоит из двух основных пунктов:

1. Замена в исходном выражении несоответствующих функций на заданную («И» à«ИЛИ», «ИЛИ» à «И»). На этом шаге устанавливается функциональное соответствие формулы заданному базису

2. Группировка переменных в термах и самих термов соответственно числу входов базисного элемента. На этом шаге необходимо сгруппировать переменные в термах, а также сами термы, так чтобы число аргументов в каждом произведении было не больше числа входов базисного элемента. Группировка реализуется путем заключения в скобки (скобки обозначают приоритетное выполнение, что в схеме реализуется на более раннем уровне). Так как каждая инверсия в формуле (кроме инверсии входных сигналов) реализуется в схеме одним элементов, то чтобы реализовать скобки, то есть обеспечить приоритет, и при этом сохранить тождество, необходимо над фрагментов, взятым в скобки, поставить двойную инверсию. В схеме двойная инверсия реализуется последовательно из двух элементов.

Каждая комбинационная схема имеет ряд параметров, которые ее характеризуют:

1. Число элементов в схеме (без учета инверсии входных сигналов) равно число инверсий в полученной формуле.

2. Число уровней схемы равно числу инверсий в самом большом слое.

3. Если расчетное время задержки одного элемента τ_эл-та = 10нс, то общее время задержки схемы определяется:

τ_сх = N_УР * τ_эл-та.

4. Цена по Квайну – определяется суммарным числом входов всех элементов схемы. Вычисляется путем умножения число входов у одного элемента на общее количество элементов.