Logický obvod

Logický obvod je elektronický obvod, který pracuje s diskrétními stavy {typicky 0 a 1}. Skládá se z hradel (logických členů), která realizují základní logické operace jako AND, OR, NOT, XOR nebo jejich kombinace.

Mohou být buď sekvenční, nebo kombinační. Kombinační logické obvody jsou jednodušší.

Kombinační obvod

Výstup je dán kombinací vstupů, „nezáleží“ na čase. K vyjádření funkce výstupu se používá Boolova algebra.

Každou logickou funkci můžeme vyjádřit pravdivostní tabulkou, Karnaughovou mapou apod..

Návrh logického obvodu

  • Přesný popis chování systému logickým výrazem
  • Minimalizace logického výrazu
  • Úpravit výrazu. V praxi jsou obvody realizovány převážně hradly NOR a NAND, které potřebují méně tranzistorů.
  • Obvodová realizace pomocí navržení schématu.

Sekvenční obvody

Výstup závisí na posloupnosti (sekvenci) hodnot na vstupech, realizuje se tzv. zpětnou vazbou. V sekvenčních logických obvodech využíváme pro zapatování stavu navíc obvod D, posuvné registry a čítače. Sekvenční obvod lze formálně popsat konečným automatem.

Návrh logického obvodu

  1. Vytvoření konečného automatu
  2. Vyplnění tabulek pro přechodovou a výstupní funkci z KA.
  3. Kódování vnitřních stavů, vstupů a výstupů a vytvoření zakódovaných tabulek pro přechodovou a budící funkci.
  4. Minimalizace výrazů pro budící funkce klopných obvodů a pro výstupy
  5. Realizace obvodu
  6. Výpočet maximální hodinové frekvence.

Sekvenční logický obvod

  • X = množina možných kombinací hodnot vstupních proměnných KA (3 hodnoty ⇒ 23 komb.)
  • Y = množina možných kombinací výstupních hodnot KA
  • Q = množina stavů
  • Q0 = počáteční stav
  • δ = přechodová funkce (δ : X x Q → Q ... definuje příští stav KA)
  • λ = Výstupní funkce:
  • X x Q → Y ... typ Mealy
  • Q → Y ... typ Moore

Související