2-mavzu. Kombinatsion turdagi raqamli sxemalar. Reja

«4 dan 1 ga» multipleksorning haqiyqiylik jadvali

S1	S0	Q
0	0	A0
0	1	A1
1	0	A2
1	1	A3

«4 dan 1 ga» multipleksori mantiqiy sxemasining sxemotexnik yechimi 6.1‑rasmda keltirilgan.

Qattiq jismli elektronika sohasining raqamli mikrosxemalarni yaratish yo’lidagi erishgan yutuqlari fan va texnikaning ixtiyoriy murakkablikdagi qurilmalarini yig'ish imkonini beradi. Buning uchun qurilma axborotlarni qabul qilish, saqlash, kerakli o'zgartirishlarni amalga oshirish va ma’lumotlarni uzatish kabi tugallangan jarayonlarni bajara olishi kerak. Bunday qurilmalar raqamli tizimlar deb ataladi va turli funksional bloklar va tugunlardan tashkil topadi. Ular esa o 'z navbatida kichik integratsiya darajasidagi yoki KIS va 0‘KIS tarkibiga kiradigan alohida yasalgan negiz sxemlardan yig’iladi.
Funksional tugun deb, mikroamallarni bajarishni ta’minlaydigan mantiqiy elementlar majmuyiga aytiladi. Mikroamallarga arifmetik qo‘shuv, konyunksiya, dizyunksiya, inversiya va boshqalar kiradi. Jamlagichlar, kod o‘zgartirgichlar, siljituvchi registrlar va shu kabilar tugunlar hisoblanadi. Mazkur darslikning ushbu V va VI boblarida raqamli sxemalar funksional tugunlarining asosiy turlari haqida batafsil ma’lumot keltirilgan.
Bir qurilma tarkibiga kiruvchi va bir turdagi mikroamallarni bajaruvchi funksional tugunlar ko'p hollarda funksional bloklarga birlashadi. Arifmetik-mantiqiy blok, xotira bloki, boshqaruv bloki va boshqalar funksional bloklarga misol bo'ladi. Raqamli sxemalar funksional bloklarining asosiy turlari VII va VIII boblarda batafsil keltirilgan.
Raqamli qurilmalar tugunlari va bloklari ikki sinfga bo’linadi: kombinatsion va ketma-ketli. Kombinatsion tugunlar va bloklar xotiraga ega emas, ketma-ketli tugunlar va bloklar esa xotira elementlariga ega.
Kombinatsion sxemalarda chiqishdagi signal mazkur vaqtda kirishga berilayotgan mantiqiy signallar kombinatsiyasiga aynan mos keladi. Shu sababli, bu turdagi sxemalarga xotira zarur emas.
Funksional tugun va bloklar sodda mantiqiy amallarni bajaradigan elektron sxemalarda tuziladi. Bu sxemalar negiz mantiqiy elementlar deb ataladi. Raqamli sxemalarda turli mantiqiy funksiyalarni amalga oshirish uchun minimal element bazis (yoki baza) deb ataluvchi mantiqiy elementlar majmuasiga ega bo’lish yetarli hisoblanadi.
Minimal element bazislar:
- biri HAM, ikkinchisi esa EMAS amalini bajaruvchi ikki turdagi mantiqiy elementlar majmuyi;
- biri YOKI, ikkinchisi esa EMAS amalini bajaruvchi ikki turdagi mantiqiy elementlar majmuyi;
- YOKI-EMAS (EMAS -YOKI) amalini bajaruvchi Pirs mantiqiy elementlar majmuyi;
- HAM - EMAS amalini bajaruvchi Sheffer mantiqiy elementlari majmuyi.
Amalda elementlar va boshqalar nomenklaturasini qisqartirish maqsadida HAM -EMAS yoki YOKI - EMAS amallarni bajaruvchi element bazasidan foydalaniladi. Lekin faqat minimal bazis elementlaridan foydalangan holda raqamli tizimni shakllantirish qurilmaning murakkablashib ketishiga olib keladi.

2.1-rasm. YOKI -EMAS elementi asosida HAM (a), YOKI (b) va EMAS (d) mantiqiy amallarining shakllanishi.
U holda tizim parametrlarini yaxshilash maqsadida, HAM -EMAS yoki YOKI-EMAS minimal bazis elementlaridan tashqari, HAM -YOKI-EMAS, HAM, YOKI, istisnoli YOKI va boshqa amallarni bajaruvchi sxemalar ham qo'llaniladi.
Minimal element bazisi mantiqiy elementlarning funksional to‘liq tizimi hisoblanadi. Ya’ni minimal bazis mantiqiy elementlari majmuyi ixtiyoriy murakkablikdagi mantiqiy sxemani shakllantirishga imkon beradi.
Shu kabi o'zgarishlarni quyidagi misolda ko'rib chiqamiz. Deylik, HAM -EMAS elementlari yordamida quyidagi amalni bajaradigan kombinatsion sxemani shakllantirish talab etilayotgan bo'lsin:
(5)
Kombinatsion tugun elektr sxemasi sintezi. Sintez deganda, bosil bo'lgan blok-sxema elementlarini qulay bo‘lgan tayyor mikrosxemalar bilan almashtirish tushuniladi. Bunda texnik vazifaga eng mos keladigan sxemalar tanlanadi.
Demultipleksor bir kanaldan qabul qilingan ma’lumotlarni bir necha qabulqilgichlarga taqsimlash vazifasini, ya’ni multipleksiyalashga teskari bo’lgan amalni bajaradi. Qabulqilgich raqami (aktivlashtirilgan chiqish) uning boshqaruv kirishlariga berilgan kod kombinatsiyasi bilan aniqlanadi. Demultipleksor umuman olganda bitta ma’lumot kirishi, n ta adres kirishi va M=2ⁿ chiqishga ega. Misol tariqasida «1 dan 4 ga» demultipleksorining tuzilish uslubini ko'rib chiqamiz (S₀,S₁, ikkita adres chiqishi va Q₀ - Q₃, to'rtta chiqish). Ko'rinib turibdiki, agar ma’lumot M chiqish lvniyalaridan biriga yo'nalgan bo‘lsa u holda qolgan chiqish liniyalarida mantiqiy nol ushlab turiladi. «1 dan 4ga» demultipleksorining haqiqiylik jadvali keltirilgan.