2-tema. Kombinatsion túrdegi cifrli sxemalar. Reja

«4 ten 1 ge» multipleksorınıń shınlıq kestesi

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

«4 ten 1 ge» multipleksorı logikalıq sxemasınıń sxemotexnikalıq sheshimi 2.1 suwretde keltirilgen.

2.1-súwret. YAKI -EMAS elementi tiykarında HAM (a), YAKI (b) hám EMAS (d) logikalıq ámelleriniń qáliplesiwi.
Qattı jismli elektronika salasınıń cifrlı mikrosxemalarni jaratıw jolındaǵı erisken jetiskenlikleri pán hám texnikanıń qálegen quramalılıqtaǵı qurılmaların jıynaw imkaniyatın beredi. Onıń ushın qurılma informaciyalardı qabıllaw, saqlaw, kerekli ózgertiwlerdi ámelge asırıw hám maǵlıwmatlardı uzatıw sıyaqlı pıtken processlerdi atqara alıwı kerek. Bunday qurılmalar cifrlı sistemalar dep ataladı hám túrli funksional bloklar hám túyinlerden dúziledi. Olar bolsa o 'z gezeginde kishi integraciya dárejesindegi yamasa KIS hám 0'KIS quramına kiretuǵın bólek jasalǵan negiz sxemlardan jıynaladı.
Funksional túyin dep, mikroamallarni orınlawdı támiyinleytuǵın logikalıq elementler majmuyiga aytıladı. Mikroamallarga arifmetik qosıw, konyunksiya, dizyunksiya, inversiya hám basqalar kiredi. Jıynagichlar, kod ózgertirgichlar, jıljıtuvchi registrlar hám sol sıyaqlılar túyinler esaplanadı. Usı sabaqlıqtıń bul v hám vI baplarında cifrlı sxemalar funksional túyinleriniń tiykarǵı túrleri haqqında tolıq maǵlıwmat keltirilgen.
Bir qurılma quramına kiretuǵın hám bir túrdegi mikroamallarni orınlawshı funksional túyinler kóbinese funksional bloklarǵa birlesedi. Arifmetik-logikalıq blok, yad blokı, basqarıw blokı hám basqalar funksional bloklarǵa mısal boladı. Cifrlı sxemalar funksional bloklarınıń tiykarǵı túrleri vII hám vIII baplarda tolıq keltirilgen.
Cifrlı qurılmalar túyinleri hám blokları eki klasqa bólinedi: kombinatsion hám izbe-izli. Kombinatsion túyinler hám bloklar yadqa iye emes, izbe-izli túyinler hám bloklar bolsa yad elementlerine iye.
Kombinatsion sxemalarda shıǵıw daǵı signal usı waqıtta kiriwge berilip atırǵan logikalıq signallar kombinatsiyasına áyne sáykes keledi. Usınıń sebepinen, bul túrdegi sxemalarǵa yad zárúr emes.
Funksional túyin hám bloklar ápiwayı logikalıq ámellerdi atqaratuǵın elektron sxemalarda dúziledi. Bul sxemalar negiz logikalıq elementler dep ataladı. Cifrlı sxemalarda túrli logikalıq funksiyalardı ámelge asırıw ushın minimal element bazis (yamasa baza ) dep atalıwshı logikalıq elementler kompleksine ıyelew jetkilikli esaplanadı.
Minimal element bazislar:
- biri HAM, ekinshisi bolsa EMAS ámelin orınlawshı eki túrdegi logikalıq elementler majmuyi;
- biri YAKI, ekinshisi bolsa EMAS ámelin orınlawshı eki túrdegi logikalıq elementler majmuyi;
- YAKI-EMAS (EMAS -YAKI) ámelin orınlawshı Pirs logikalıq elementler majmuyi;
- HAM - EMAS ámelin orınlawshı Sheffer logikalıq elementleri majmuyi.
Ámelde elementler hám basqalar nomenklaturasini kemeytiw maqsetinde HAM -EMAS yamasa YAKI - EMAS ámellerdi orınlawshı element bazasınan paydalanıladı. Lekin tek minimal bazis elementlerinen paydalanǵan halda cifrlı sistemanı qáliplestiriw qurılmatıń quramalılasıp ketiwine alıp keledi.
Ol halda sistema parametrlerin jaqsılaw maqsetinde, HAM -EMAS yamasa YOKI-EMAS minimal bazis elementlerinen tısqarı, HAM -YOKI-EMAS, HAM, YOKI, esaptan tısqarılı YOKI hám basqa ámellerdi orınlawshı sxemalar da qollanıladı.
Minimal element bazisi logikalıq elementlerdiń funksional tolıq sisteması esaplanadı. Yaǵnıy minimal bazis logikalıq elementleri majmuyi qálegen quramalılıqtaǵı logikalıq sxemanı qáliplestiriwge múmkinshilik beredi.
Sol sıyaqlı ózgerislerdi tómendegi mısalda kórip shıǵamız. Deylik, HAM -EMAS elementleri járdeminde tómendegi ámeldi atqaratuǵın kombinatsion sxemanı qáliplestiriw talap atırǵan bolsın :
(5)

Kombinatsion túyin elektr sxeması sintezi. Sintez degende, bosil bolǵan blok -sxema elementlerin qolay bolǵan tayın mikrosxemalar menen almastırıw túsiniledi. Bunda texnikalıq wazıypaǵa eń sáykes keletuǵın sxemalar saylanadı.

Demultipleksor bir kanaldan qabıl etilgen maǵlıwmatlardı bir neshe qabılqilgichlarga bólistiriw wazıypasın, yaǵnıy multipleksiyalashga teris bolǵan ámeldi atqaradı. Qabılqilgich nomeri (aktivlestirilgen shıǵıw ) onıń basqarıw kiriwlerine berilgen kod kombinatsiyası menen anıqlanadı. Demultipleksor ulıwma alǵanda bir maǵlıwmat kiriwi, n ta adres kiriwi hám M=2 n shıǵıwǵa iye. Mısal jol menende «1 den 4 ga» demultipleksorining dúzılıw usılın kórip shıǵamız (S0, S1, eki adres shıǵıwı hám Q0 - Q3, tórtew shıǵıw ). Kórinip turıptı, olda, eger maǵlıwmat M shıǵıw lvniyalaridan birine jónelgen bolsa ol halda qalǵan shıǵıw liniyalarida logikalıq nol ustap turıladı. «1 den 4 ga» demultipleksorining shınlıq kestesi keltirilgen.
«1 den 4 ge» demultipleksorining shınlıq kestesi

S1	S2	Q0	Q1	Q2	Q3
0	0	A	0	0	0
0	1	0	A	0	0
1	0	0	0	A	0
1	1	0	0	0	A

Usı kestege tómendegi LAF sisteması sáykes keledi:


SHifratorlar hám olardıń islew principleri. SHifrator (CD- coder) - kirisiw jolındaǵı birlik signaldı n razryadlı ekilik kodqa aylantıratuǵın EHM dıń anıq uzeli bolıp tabıladı.
Basqasha etip aytqanda shifritor 10 - lik kodtı 2-lik kodqa aylantırıp beriw ushın xızmet etetuǵın operatsion element bolıp tabıladı. SHuning ushın shifratorlar cifrlı texnikanıń hám EHMlarning kirgiziw qurılmalarında unlik kodlardı ekilik kodlarǵa ózgertiwde keń qollanıladı.
SHifratorning kirisiw hám shıǵıw jolları sanı m=2 n munasábet menen belgilenedi.
SHifratorni islew Principin kórip shıǵamız. Ol jaǵdayda kirisiw signalları retinde x,.. ., x ekilik ózgeriwshiler qatnasadı. Olar uyqas túrdegi tuymealarni basqanda payda boladı. Tómende shifratorning ótiw kestesin keltiremiz.
Ol jaǵdayda ózgeriwshiler ǵárezsiz esaplanadı hám 2 +1=32+1=33 kombinatsiyanı qurıw imkaniyatın beredi. Lekin, eki hám odan artıq tuymealarni basıwdı qadaǵalawshı shegara qoyılǵanda, ol jaǵdayda 32-den 6 -ta múmkin bolǵan kirisiw kombinatsiyaları qaladı. Bunday uyqas shegaraǵa kirisiw kodı “n -den 1” yamasa unitar dep ataladı. Kestede basılǵan tuymeaga «1» hám bosilmagan tuymeaga «0» sáykes keledi.
SHifratordıń shınlıq kestesi

O‘nlik son	Kirish kodi					CHiqish kodi
	X4	X3	X2	X1	XX0	Y2	Y1	Y0
*	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	1	0	0	0
1	0	0	0	1	0	0	0	1
2	0	0	1	0	0	0	1	0
3	0	1	0	0	0	0	1	1
4	1	0	0	0	0	1	0	0

Kesteden eger «1» x yamasa x kirisiw jolında payda bolsa, y ekilik ózgeriwshi «1» mánisin qabıl etetuǵınlıǵı kórinip turıptı. Qalǵan barlıq kombinatsiyalarda y =0 boladı, yaǵnıy logikalıq tilde:
y = x + x =
Tap sonday:
y = x + x = ;
y = x .

Bul teńlikler tiykarında shifratorni «YOKI» bazisida (tómengi suwretke qarang), sonıń menen birge «vA» bazisida qurıw múmkin.

Ayırım jaǵdaylarda bir neshe tuymea bir waqıtta basılǵanda, shifrator maksimal nomerge iye bolǵan tuymeani tańlaytuǵın sxemanı qóllaw talap etiledi. Bunday shifrator prioritetli shifrator dep ataladı. Ol «n-den x-ning» ózgeriwin 8421 kodqa aylantıradı.
Tómendegi prioritetli shifratorning ótiw kestesi keltirilgen. Ol jaǵdayda maksimal nomerli kirisiw degi ózgeriwshi maksimal prioritetga iye, «1»-den ońındaǵı dioganalda kirisiw degi ózgeriwshiler mánisi - shıǵıw kodın anıqlamasligi kerek.
Artıqmashılıqqa iye shifratordıń shınlıq kestesi

Onlıq san	Kiriw kodı					Shıǵıw kodı
	F4	F3	F2	F1	F0		Y2	Y1	Y0
*	0	0	0	0	0		0	0	0
0	0	0	0	0	1		0	0	0
1	0	0	0	1	*		0	0	1
2	0	0	1	*	*		0	1	0
3	0	1	*	*	*		0	1	1
4	1	*	*	*	*		1	0	0

Artıqmashılıqqa iye shifratordı ápiwayı shifrator tiykarında da qurıw múmkin. Onıń ushın aldınan «5-den X» kirisiw kodın x,.. ., x arqalı «5-den 1» kodına ózgertiw kerek. Kirisiw degi ózgeriwshi F maksimal prioritetga iye, yaǵnıy basqa ózgeriwshilerge baylanıslı emes. SHuning ushın F = x. Hár qanday basqa shıǵıwdaǵı ózgeriwshi x «1» mánisin qabıl etedi, eger qandayda-bir de úlken kirisiw jolına F, j = (i + 1), 3 logikalıq «1» berilmegen halda F = 1 bolǵan jaǵdayda. Yaǵnıy:

x = F ;
;
;
.
Kórsetilgen algoritmdı ámelge asırıwshı parallel prioritetli shifratorning sxeması tómendegi kóriniske iye:
Bul sxemanıń ábzallıq tárepi, barlıq kirisiw jollarındaǵı signal tarkalishini birdey saqlap turıw bolıp tabıladı. Kemshiligi bolsa, kóp kirisiw jolına iye bolǵan «YOKI-YUK» elementlerin qollanılıwınıń májbúrligi bolıp tabıladı.
SHifratorga mısal retinde toǵızta. kirisiw jolına iye bolǵan prioritetli shifrator K555 Iv3 standart mikrosxema mısal boladı.

Deshifratorlar hám olardıń islew principleri
Deshifrator (DC - decoder) - kirisiw jolındaǵı signallardı tek shıǵıw jolınıń birewine shıǵarıp beretuǵın EHMlarning uzeli bolıp tabıladı.
Tolıq deshifratorda shıǵıw jolları sanı m = 2 n, bolıp ol jaǵdayda n - kirisiw jolları sanın ańlatadı. Tolıq bolmaǵan deshifratorda bolsa m < 2 n.
Keste barlıq kirisiw kombinatsiyalarınıń shıǵıw bahaların tolıq anıqlaydı.
Keyingi basqıshda hár bir shıǵıw funksiyası ushın Karno kartasın dúziw jáne onıń manimizatsiyalashtirilgan ańlatpasın alıw kerek. Lekin, bul h olat ushın bul mániske iye emes, sebebi Y -dıń xar bir funksiyasında Karno kartası bir «1» iyelegen.
Eki kirisiw yo'lli birlik aktiv dárejeli tolıq deshifratorning shınlıq kestesin kóremiz:

Kiriw signalları		Shıǵıw signalları
X0	X1	Y0	Y1	Y2	Y3
0	0	1	0	0	0
1	0	0	1	0	0
0	1	0	0	1	0
1	1	0	0	0	1

Joqarıdaǵı keste tiykarında tómendegi funkciyalar orınlı:

;
;
.
Alınǵan ańlatpanı «2 HÁM-YAKI» hamda «2HÁM- YAKI» elementler bazisinde qurılıwı múmkin.

– «2HÁM-YAKI» hamda «2HÁM-YAKI » elementler bazisinde qurılǵan deshifrator

Kóp basqıshlı deshifrator

Deshifratorning shártli belgileniwi.
Qadaǵalaw ushın sorawlar

1. Logikalıq algebra funksiyası (LAF) ga anıqlqmq beriń.

2. LAFtıń tiykarǵı ańlatılıw usılların keltiriń.
3. ÚIS hám JÚISlarda orınlanatuǵın logikalıq qurılmalardı minimallawdan maqset ne hám onıń tiykarǵı principleri qanday?
4. Multiplektsiyalaw ámeli degenimiz ne?
5. Multipleksor islew principin túsindiriń.
6. Orta integraciya dárejesindegi multipleksorlar haqqında ne bilesiz?
7. “1 den 4 ge” sxemalı demultipleksor funktsiyasın keltiriń.
8. “4 ten 1 ge” sxemalı multipleksor funktsiyasın keltiriń.
9. Demultiplesor islew principin túsindiriń.
10. “4 ten 1 ge” sxemalı multipleksor shınlıq kestesin keltiriń.
11. “1 den 4 ge” sxemalı demultiplesor shınlıq kestesin keltiriń.
12. Shifratorning wazıypası hám logikalıq sxeması qanday?
13. Bir basqıshlı, piramidalı hám kóp basqıshlı deshifratordıń wazıypası hám logikalıq sxeması qanday?