Главная > Разное > Цифровые устройства
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

6.12. Пороговые схемы и мажоритарные элементы

Пороговой схемой называется имеющая входов один выход и реализующая функцию

где (суммирование осуществляется по всем значениям При значении «пороговая схема вырождается в -входовой ЛЭ ИЛИ, а при значении к в n-входовой ЛЭ И. Пороговые схемы используются в обнаружителях сигналов, работающих по принципу к из число выборочных значений случайного процесса,

к — число выборочных значений, превысивших заданный порог, т. е. анализируемые случайные величины принимают только два значения — 0 или 1). В этом случае символы 0 и 1 являются числами 0 и 1, поэтому такие КС могут быть реализованы с помощью двоичных сумматоров. Так как все входные переменные имеют одинаковый вес — 1, то для их сложения с целью последующего сравнения с порогом к требуются одноразрядные двоичные сумматоры.

При реализации пороговых схем в МНФ в базисе И-НЕ потребовалось бы в первом ярусе так как наименьшее число сочетаний входных сигналов, сумма которых достигает или превышает порог к, равно Второй состоит из одного ЛЭ И-НЕ с числом входов

Пусть требуется синтезировать пороговую схему, задаваемую параметрами При реализации данной пороговой схемы в МНФ в базисе И-НЕ потребовалось бы Такой способ реализации неудовлетворителен.

На рис. 6.124,а изображена эта же пороговая схема, реализованная на двоичных сумматорах 555ИМ5, 155ИМ2 и 555ИМ6. Все входные сигналы имеют вес поэтому они подаются на входы сумматоров, имеющих вес 1. Выходные сигналы сумматоров подключаются ко входам других сумматоров с учетом их весов 2. На вход 4-разрядного сумматора с весом 2 подана константа 1 для смещения порога к до уровня Тогда сигнал, равный 1, будет появляться на выходе 4-разрядного сумматора с весом 8. На рис. 6.124,а символами О и 1 показано прохождение некоторой комбинации значений сигналов через все сумматоры. Рассмотренная пороговая схема может быть построена и на трех 4-разрядных сумматорах один из которых включается по схеме двух одноразрядных сумматоров (см. рис. 6.103,а).

Мажоритарным элементом (МЭ) называется пороговая схема с нечетным числом входов выходной сигнал которой равен 1 только при поступлении на ее входы не менее входных сигналов равных 1. Для реализации -входового МЭ в МНФ в базисе И-НЕ потребовалось бы один из которых должен иметь 1716 входов.

На рис. 6.124, б приведена схема -входового МЭ, выполненная на четырех одноразрядных двух -разрядных и одном 4-разрядном двоичных сумматорах. На один из входов 4-разрядного сумматора имеющих вес, равный 1, подана константа 1. Тем самым порог смещается

Рис. 6.124

до значения Выходной сигнал с весом 8 сумматора будет равен 1, если 7 или большее число входных сигналов примут значение 1.

В интегральном исполнении выпускаются мажоритарные элементы (Majority Logic Gate), имеющие и и входов. Функция, выполняемая -входовым МЭ, совпадает с функцией переноса одноразрядного сумматора: где входные сигналы. Синтез МЭ, имеющих 5, 7 и 9 входов, на -входовых МЭ былрассмотрен в § 1.13, а функция, выполняемая -входовым МЭ, представлена в .табл. 1.6. Функционирование -входового (рис. 6.125) описывается выражением:

где Р (Polarity) - сигнал инвертирования функции выхода МЭ.

Из соотношения (6.59) при подстановке определенных значений некоторых сигналов следует, что -входовой МЭ может использоваться для выполнения различных переключательных

Рис. 6.125

Рис. 6.126

функций:

- 3-входовой МЭ, с возможностью инвертирования функции выхода

- 4-входовая пороговая схема с порогом и неравными весами входов (вход h имеет вес вдвое больший, чем остальные входы) с возможностью инвертирования функции выхода.

На мажоритарных элементах можно построить асинхронные потенциальные триггеры, если ввести обратную связь с выхода на один или два входа МЭ, так как это было сделано в § 6.4 при синтезе триггеров на мультиплексорах. На рис. 6.126,а показан асинхронный потенциальный триггер, описываемый функцией переходов

где - сигнал установки триггера в состояние сигнал установки триггера в состояние При одновременном изменении нескольких входных сигналов могут возникнуть состязания (см. § 2.2), приводящие к неправильному срабатыванию триггера. Полученный -триггер отличается от -триггеров, рассмотренных в § 3.3, тем, что условие выполняется автоматически при любых значениях входных сигналов

На рис. 6.126,6 изображен асинхронный потенциальный -триггер, описываемый функцией переходов

где сигнал установки состояния триггера сигнал установки состояния Функции возбуждения триггера могут быть найдены методом, изложенным в § 1-6:

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление