МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННОЙ СХЕМЫ

410054, Саратов, ул. Политехническая, 77

Научно-техническая библиотека СГТУ

тел. 52-63-81, 52-56-01

https://lib.sstu.ru

Регистрационный

номер 060004 Э

Ó Саратовский государственный

технический университет, 2006

Целью работы является ознакомление студентов с правилами синтеза комбинационных логических схем, гарантированных от ситуаций риска.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Распространение импульсного сигнала по сети логических элементов происходит с задержкой. Задержка зависит от трассы распространения. Если сигналы а и б распространяются по цепям, имеющим различные задержки, то произойдет смещение сигналов во времени. При поступлении таких сигналов на входы логического элемента на его выходе произойдет изменение длительности сигнала или возникает риск сбоя - кратковременный ложный сигнал на выходе. Различают три основных типа риска: статический, динамический и существенный.

В комбинационных схемах встречаются ситуации статического и динамического риска. В общем случае: при изменении входных сигналов на выходе могут возникать изменения - "выбросы" из-за того, что на различных путях прохождения сигнала от входа к выходу могут возникать различные временные задержки. Признаком наличия ситуации единичного риска является наличие единиц в смежных ячейках, не покрытых термом согласования при составлении выражений в SP - форме.

Признаком наличия ситуации нулевого риска является наличие нулей в смежных ячейках, не покрытых термом согласования при составлении выражений в PS -форме.

Ситуация динамического риска возникает там, где сигнал одной переменной проходит по трем или более различным путям с различными временными задержками. При этом выходной сигнал изменяется минимум три раза, а анализ карты Карно показывает, что статический риск отсутствует.

Таким образом, ситуация статического риска может быть устранена на стадии проектирования включением дополнительных термов, покрывающих смежные пары ячеек.

Ситуации статического и динамического риска можно выявить также по результатам моделирования работы схемы.

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННОЙ СХЕМЫ

Моделирование с учетом временных задержек элементов дает наиболее достоверные результаты. При этом учитываются не только логические значения сигналов, но и очередность поступления этих сигналов на входы логических элементов, что имеет значение при анализе схем на наличие ситуаций риска. Для того, чтобы выявить ошибки и ситуации риска в комбинационных схемах еще в процессе проектирования, была разработана программа "RISK", позволяющая моделировать работу логических схем.

В программе для хранения оперативной информации о состоянии логической схемы используются два массива: А и АР, размер которых (в байтах) соответствует количеству узлов в схеме.

Массив А содержит информацию о состоянии схемы на текущем прохождении переключательного процесса в схеме, массив АР - на предыдущем. Подача на вход схемы очередного входного воздействия Х(t) состоит в присвоении ее входным узлам (начальным компонентам массива А) значений входного слова.

Проход по схеме совершается по списку ее элементов. Для этого в программе используется следующая конструкция: в тексте основной программы происходит обращение к оператору-функции, моделирующему работу типового элемента. Типовыми элементами считаются логические элементы И-НЕ (оператор-функция DХ, где Х- количество входов элемента) и ИЛИ-НЕ (оператор-функция КХ) на различное число входов. (Например, К4 - четырехвходовый элемент ИЛИ-НЕ).

Увидеть текст функций можно нажав F2. На экране появится список имен всех функций и подпрограмм данной программы. Стрелками выберем имя нужной функции и нажмите "Enter". В окне редактирования появится текст выбранной функции. Вернутся к редактированию текста основной программы можно так же нажав F2, и выбрав из списка имя основной программы.

После прохождения по списку элементов, проверяется изменилось ли состояние элементов или нет? Если в результате прохода изменилось состояние хотя бы одного элемента, то совершается еще один проход по схеме. Для организации нового прохода содержимое массива А переписывается в массив АР: при этом достигнутое в конце прохода состояние схемы становится предыдущим, для повторного прохода. Моделирование ведется до тех пор, пока переходный процесс, вызванный подачей входного слова, не завершится, т.е. состояние всех элементов после прохождения по схеме остается неизменным.

Результатом моделирования логической схемы является построение таблицы истинности и по виду временной диаграммы выходного сигнала выдача сообщений о наличии или отсутствии ситуации риска в работе схемы.