Hardware Reference
In-Depth Information
x
4
=0 x
4
=1
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5
x
4
a
c
0
1
10
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0
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a
a
0
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11
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5
=0
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0
11
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0
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1
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0
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0
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1
d
b
d
d
0
01
d
0
0 1
1
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1
1
1
x
2
x
3
c
c
0
0
x
0
0
1
1
x
5
=1
a:¯x
5
x
2
¯x
1
b:¯x
4
¯x
3
¯x
2
x
1
c:x
5
x
3
¯x
1
d:x
3
¯x
2
x
1
¯x
0
y=¯x
5
x
2
¯x
1
∨
¯x
4
¯x
3
¯x
2
x
1
∨
x
5
x
3
¯x
1
∨
x
3
¯x
2
x
1
¯x
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
x
1
b
0
01
0
01
d
d
x
2
x
3
x
2
x
3
Abb. 2.42. KV-Diagramme für sechsstellige Funktionen
Schaltungen mit mehreren Ausgängen
Für eine Schaltung mit mehreren Ausgängen muss für jeden Ausgang ein
eigenes KV-Diagramm aufgestellt werden. Auf gleiche Produktterme kann
die Regel für die Verschmelzung angewendet werden, d.h., sie brauchen nur
einmal gebildet und können mehrfach verwendet werden. Abbildung 2.43 a
zeigt die Funktionsbeschreibung eines 7-Segment-Decoders zur Darstellung
der Ziffern »0« bis »9. Abbildung 2.43 b zeigt die KV-Diagramme der einzelnen
Steuersignale. Die durch Rechtecke abgedeckten Produktterme sind mit den
kleinen Buchstaben a bis f durchnummeriert und decken die Nullen ab. Ein
Teil der Produktterme ist mehrfach vorhanden, z.B. der Produktterm a in
den KV-Diagrammen für die Ansteuersignale y
0
, y
3
und y
5
(Abb. 2.43 c).
Abbildung 2.43c zeigt eine VHDL-Beschreibung mit den minimierten Aus-
drücken. In einem Prozess mit dem Eingabevektor in der Weckliste werden
zuerst die Produktterme a bis f berechnet und in gleichnamigen Variablen
gespeichert. Die daraus gebildeten ODER-Verknüpfungen werden, da in den
KV-Diagrammen die Nullen abgedeckt wurden, invertiert und den einzelnen
Bits des Ausgabesignals zugewiesen. Die fehlenden Zuweisungen an die Varia-
blen f bis j und an die Signale y
3
bis y
6
sollen in Aufgabe 2.10 selbst ergänzt
werden. Das Beispiel vermittelt einen Eindruck, um wie viel einfacher es ist,
die Soll-Funktion mit einer Wertetabelle zu beschreiben und die Optimierung
dem Rechner zu überlassen, als den gesamten Entwurf manuell durchzuführen.
Beispiel für einen Automatenentwurf
Die Schaltung für einen Automaten besteht aus kombinatorischen Teilschal-
tungen für die Übergangs- und die Ausgabefunktion, dem Zustandsregister
