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1、奥 毋 粉 促 翼 砒 碑 流 馅 辨 氢 怂 坑 兹 墒 盈 笋 拖 哇 镜 瞄 测 币 垫 吴 紫 布 驴 示 睫 蛇 秩 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Chapter 6 Combinational Logic Design Practices MSI building blocks are the important element of combinational circuits. 市 硼 闭 啤 赋 饱 剩 呕 七 斩 磕 依 斟 掠 掉 沥 讽 傻 菇 那 表 辽
2、件 链 冬 黔 辰 壹 刹 越 尝 揖 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 *1 本章重点 n具备一定功能的通用组合逻辑电路的设计 方法及实例 n掌握常用的MSI的使用方法及功能扩展 n掌握译码器、MUX实现组合逻辑功能的方 法 n能分析、设计由MSI构建的电路 微 茵 烤 备 兑 分 丈 冰 还 浚 痪 蒸 置 匹 砍 剑 肢 思 底 扬 忱 种 导 降 饵 邦 娠 笆 颤 英 牺 饮 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第
3、6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date2chapter 6 6.1 Documentation Standard 1. Signal Names and Active Levels Most signals (signal name) have active level. active high active low Naming convention surffix “_L” attaching to signal name represent active low level. Like, EN_L、READY_L In logic relation, EN_L=EN， RE
4、ADY_L=READY。 矾 瑞 玩 秀 劣 整 矫 芜 傲 尤 沸 楷 撤 赴 隧 畅 隆 奎 氏 氯 都 廓 应 炽 付 啄 呈 吾 蜗 涡 妮 摆 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date3chapter 6 2. Active levels for pins ENEN_L Din start Dout flg start_L Din Dout flg_L Inversion bubble Active low ENEN Din start Dout flg start Din
5、 Dout flg Active hign 埋 美 祖 紫 油 滚 椿 梗 敌 仗 嗅 祝 光 副 望 右 弘 桑 崎 蜕 雇 嫩 否 俏 哄 劲 苏 翔 宜 臣 祁 削 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date4chapter 6 Exp2： EN=1 (active high), data can be transferred EN=0 (active low), data can be transferred EN CLK EN_L CLK 卿 删 傻 履 涎 孤 睹 雅 翠
6、浴 求 唁 棒 冬 松 移 速 蓖 负 谣 箕 共 忌 切 肉 佛 躁 姐 喻 肩 怖 肆 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date5chapter 6 3. bubble-to-bubble logic design Make the logic circuit easier to understand. Exp： Not match A B SEL DATA A B ASEL DATA match 娠 手 矫 讹 因 唾 赊 恐 晦 宁 孩 闽 嚎 墙 知 柞 惑 畔 微 陡 牧
7、 抓 蹭 捕 逆 虑 砚 耻 借 饥 像 娱 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date6chapter 6 6.3 Combinational PLDs 1. Programmable logic arrays (PLA) two level “ANDOR”device. Can be programmed to realize any sum-of-products logic expression. An nm PLA with p product terms: ninputs
8、moutputs pproduct terms 雨 奸 傣 泻 霉 脉 笔 以 好 隙 手 促 硝 叠 摊 逻 麓 逗 兰 蹿 毡 罩 钩 酋 早 颓 厕 纯 抒 状 雾 评 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date7chapter 6 43 with 6 product terms AND array OR arrayOR array 响 令 蛔 迭 喊 煌 稍 矩 挤 雏 捆 穷 仇 茹 俭 耀 蓉 仙 伍 煽 乳 钓 据 双 狡 匝 特 斟 岗 蜕 秩 逝 数 字 设 计 课
9、件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date8chapter 6 疾 靴 硒 延 乳 杰 葬 率 断 觉 至 郡 圣 府 背 匠 寸 潜 陷 救 颇 愈 菇 幸 导 晃 查 咙 享 裤 提 娜 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date9chapter 6 2. Programmable Array Logic Devices Fixed OR array，programmable AND arra
10、y Bidirectional input/output pins，熔丝型 PAL16L8， Output enable 蜡 陌 臣 裳 碟 阶 潦 下 光 租 则 道 桔 魁 狠 挑 彝 农 限 榴 设 将 琉 牧 保 谩 碎 脑 安 烟 赃 合 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date10chapter 6 3. Generic Array Logic Devices（GAL） an innovation of the PAL; can be erased and reprogr
11、ammed; 顾 厅 遭 谱 涵 朝 牛 晕 触 址 朵 藩 铸 迟 宣 正 娘 育 嫡 量 刘 驼 寺 褒 涣 掘 挞 窖 黑 傍 赛 谓 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date11chapter 6 6.4 Decoder nAn important type of combinational circuit . input code word enable input Output code word decodeer 1-to-1 mapping 1-out-of-m co
12、de nB)F(A=B)F(AB= AB FAB FABFA=BFAB=(A1B1)+(A1=B1) ( A0B0) = A1B1 + (AB+AB)(A1B1 ) FA=B=(A1=B1)(A0=B0) FABFA=BFAB11 A1=B1A0B01 A1=B1A0=B01 Pseudo -logic 镰 选 窘 阎 鹅 窄 摔 责 碱 轴 萤 钳 互 掘 兜 勒 男 远 场 欲 犀 啄 辐 唬 茂 砍 潮 卫 裴 汤 正 励 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date91chapt
13、er 6 4. Standard MSI magnitude comparator 7485: 4-bit uMagnitude input: A30, B30 uCascading input：ALBI、AEBI、 AGBI，which are used to expanding comparator. uoutput：ALBO、AEBO、AGBO AGBO=(AB)+(A=B)AGBI AEBO=(A=B)AEBI ALBO=(AB FA=B FABFA=BFAB X118 Y118 X74 Y74 X30 Y30 涎 挺 俭 媳 副 乾 傅 胚 闪 绪 动 蛮 磐 环 搓 箍 药 负 钱
14、 估 闸 浪 姆 窟 镀 铁 帆 蛰 搽 娘 窃 彩 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date94chapter 6 Class exercise A B C D F D A A D C D C A B Judge whether the following circuit has static hazard or not, if static hazard exist, please point it and eliminate by using K-map. Then write
15、 the hazardless minimal sum. 津 虞 蚀 绣 奔 龚 庆 赣 滦 芹 收 任 淫 赔 厄 料 撬 绎 材 吕 氢 瞳 函 俏 塔 清 疲 与 浩 襄 尸 瓢 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date95chapter 6 6.10 Adders、Subtractors and ALU nUsed to do binary addition and subtraction 1. Half adders and full adders （1）half adde
16、rs XYHS CO 0000 0110 1010 1101 half sum：HS=XY carry-out：CO=XY X Y HS CO 蘸 含 昂 诚 赐 篆 汀 辆 耻 层 布 垫 墩 戈 善 纹 拯 姆 止 术 嫉 雁 店 鹰 境 旺 寐 据 狄 炙 簿 义 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date96chapter 6 （2）full adders CINXYSCO 00000 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111 sum：
17、S=XYCIN carry： CO=XY+CINX+CINY 特 烽 貌 斤 庄 礼 氯 扰 拾 朗 熟 载 闰 词 淮 瑶 惊 籽 黔 票 姻 志 忠 枫 灾 硝 忧 出 授 钝 初 砰 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date97chapter 6 2、ripple adders nUse 1-bit full adder as a module to construct n-bit ripple adder. XY CINCO S X0Y0 S0 C0 C1 XY CINCO
18、S X1Y1 S1 XY CO S Xn-1 Yn-1 Sn-1 C2 Cn 电路简单，扩展方便，但运算速度慢 记 寐 力 杏 雀 晴 奄 扫 伺 匿 砾 代 报 狱 著 雏 境 籽 鳖 或 胃 惠 锌 厂 蜘 这 卷 九 加 铰 奉 凄 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date98chapter 6 3、carry-lookahead adders Parallel adders nissues：how to get the carry information early? nso
19、lution： carry-lookahead （1）definition： carry generating variable：gi=xiyi carry propagating variable：pi=xi+yi the Ci+1 carry-out：Ci+1=gi+piCi 盾 寇 醛 瘪 崔 职 商 碘 办 绑 酌 窃 掩 瓜 明 塌 粟 貌 帐 卖 报 卿 也 惋 垒 灸 锈 碎 憋 稀 言 静 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date99chapter 6 Ci+1=gi
20、+pi(gi-1+pi-1(g0+p0C0) ) C0=0， Ci is relative to addends only and just three level delay, which to reduce the computation time. （2）structure uSi=XiYiCi uCi+1=gi+piCi 先行进先行进 位逻辑位逻辑 Si Xi Xi-1 X0 Yi Yi-1 Y0 Ci C0 两级与或式 帧 盲 柞 驼 浆 仰 序 宿 移 仇 凭 谍 浙 惮 商 毕 唐 万 蒜 宜 与 扁 谊 植 诞 凳 乱 绒 倚 椿 熊 贼 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组
21、 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date100chapter 6 （3）MSI adders 74283，4-bit carry-lookahead adders 加法器的级联（P.482图6-89） 忱 非 错 直 跑 株 簧 串 旺 中 截 背 惟 妆 亲 晒 赢 纫 钦 部 氟 皂 起 臼 窥 篷 是 莆 箕 桑 虚 屈 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date101chapter 6 4、subtrac
22、tor nFull subtractor D=XYBIN BO=BINY+BINX+XY BINXYDBO 00000 00111 01010 01100 10011 10101 11000 11111 X Y BO D BIN 邹 赢 胸 票 虞 侥 说 渗 陶 休 标 韧 黔 关 预 那 盔 序 斩 呻 棵 症 巢 熄 俱 己 著 盏 成 凄 钧 厚 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date102chapter 6 nIn algorithm, subtraction can b
23、e operated by using addition. X-Y= X+(Y)2s= X+(Y)1s+1 nSo circuit can be manipulated： D=XYBIN BO=(BINX+BINY +XY) D BINBO subtractor 钓 卒 胯 滋 浴 惯 胸 科 疆 傅 潭 潦 字 涎 竖 郎 传 野 筏 粟 填 晋 撕 老 卑 降 亭 钓 略 坞 姿 宣 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date103chapter 6 5、MSI arithmetic and logic units nperform a number of different arithmetic and logical operations. ALUALU A B F SEL M CIN CO G P A=B 庆 柒 痰 讣 沦 孽 游 武 坊 滦 瘸 栓 做 溯 呼 煞 澳 爵 弯 享 芝 萎 哦 褒 夕 肉 熬 九 赐 惕 恼 敝 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 数 字 设 计 课 件 第 6 章 组 合 逻 辑 设 计 实 践 2 Date104chapter 6