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Vom KV-Diagramm zur Schaltung
Im nächsten Entwurfsschritt werden die Übergangs- und die Ausgabefunktion
des Automaten mit logischen Gattern nachgebildet und das Zustandsregis-
ter aus Speicherzellen zusammengesetzt. Dieser Schritt wird bei der Synthese
als Technologieabbildung bezeichnet. Die technologieunabhängigen UND- und
ODER-Verknüpfungen und Invertierungen in den Ausdrücken sind mit in der
angestrebten Fertigungstechnologie verfügbaren Logikbausteinen nachzubil-
den. Früher, als digitale Schaltungen noch aus niedrig integrierten Schaltkrei-
sen bestanden, waren die Bausteine vorzugsweise NAND-Gatter mit unter-
schiedlicher Eingangsanzahl. Die Umwandlung logischer Ausdrücke aus UND-
und ODER-Verknüpfungen in die NAND-NAND-Form erfolgt mit Hilfe der
De Morgan'schen Regeln (vgl. Abschnitt 2.2.1):
y
0
= s
0
= s
0
x
0
_s
0
x
0
= (s
0
x
0
) (s
0
x
0
)
y
1
= s
1
= s
1
s
0
x
1
x
0
_ s
1
s
0
x
1
_s
1
s
0
x
1
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1
x
0
_s
1
s
0
x
1
= (s
1
s
0
x
1
x
0
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1
s
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1
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1
s
0
x
1
) (s
1
x
0
) (s
1
s
0
x
1
)
Das Zustandsregister soll im Beispiel aus 1-Bit-Registern mit Rücksetzeingang
nachgebildet werden. Abbildung 2.46 zeigt die komplette Schaltung des Au-
tomaten. Wie das Beispiel gezeigt hat, ist der Entwurf ohne Synthese selbst
für eine so kleine Schaltung recht mühsam.
s
1
¯x
0
¯s
1
s
0
¯x
1
¯s
0
x
1
x
0
y
0
&
x
0
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x
s
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&
R
&
&
&
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&
x
1
y
1
s
1
&
x
R
I
T
⇒
Web-Projekt:
P2.2/TestVRZ.vhdl
Abb. 2.46. Schaltung zur Automatenbeschreibung aus Abb. 2.44
2.2.5 Verfahren von Quine und McCluskey
Das Verfahren von Quine und McCluskey ist ein tabellenbasiertes Minimie-
rungsverfahren, das gleichfalls auf der Zusammenfassung von Konjunktionen,
