Цель работы

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

Кафедра «Телекоммуникаций»

Отчет по лабораторной работе №2

МИНИМИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА

В СИМУЛЯТОРЕ MULTISIM 8

по дисциплине

«Вычислительная техника и информационные технологии»

Выполнила: ст. гр. ТК-91 Рогожина О. В.

Проверил: доцент, к. т. н. Бондарь О. Г.

Курск-2011

Лабораторная работа №2 вариант№2, подгруппа№2

МИНИМИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА

В СИМУЛЯТОРЕ MULTISIM 8

Цель работы

Получение навыков минимизации логических функций и приведения их к заданному базису.

Анализ статических и динамических рисков в схемах цифровых устройств.

Вопросы для самоконтроля:

1. В какой форме следует записать логическую функцию для последующего представления в базисе И-НЕ?

Штрих Шеффера X1& X2

2. В какой форме следует записать логическую функцию для последующего представления в базисе ИЛИ-НЕ?

Стрелка Пирса X1 X2

3. В какой форме следует записать логическую функцию для последующего представления в базисе И-ИЛИ-НЕ?

X1& X2 X3& X4

4. Сформулируйте правило записи дизтерма, соответствующего прямоугольнику, покрывающему карту Карно.

Для каждого прямоугольника записывается сумма тех аргументов, которые в соседних клетках не изменяют своего значения. Переменные входят в сумму в прямом виде, если их значение в соседних клетках равно 0, в противном случае в инверсном. Полученные суммы умножают по И в искомую ЛФ.

5. Сформулируйте правило записи контерма, соответствующего прямоугольнику, покрывающему карту Карно.

Для каждого прямоугольника записывается произведение тех аргументов, которые в соседних клетках не изменяют своего значения. Переменные входят в произведение в прямом виде, если их значение в соседних клетках равно 1, в противном случае в инверсном. Полученные произведения складываются по ИЛИ в искомую ЛФ.

6. Как выявить наборы входных переменных, приводящие к статическим и динамическим рискам?

Статический риск меняется значение не менее 2-х логических переменных.

Динамический риск меняется значение не менее 3 логических переменных.

Таблица 1. Варианты заданий к лабораторной работе.

№ п/п	X3	Х2	Х1	Х0	Y2
















Базис					/

Функциональная электрическая схема комбинационного устройства после устранения ошибки

Рисунок 2 – Функциональная электрическая схема комбинационного устройства

Рисунок 3 – Настройка генератора слов

Рисунок 4 – Установки синхронизации

Рисунок 5 – Временная диаграмма, наблюдаемая на экране логического анализатора

Статический сбой

Рисунок 6 – Настройка генератора слов

Рисунок 7 – Временная диаграмма, наблюдаемая на экране логического анализатора

Динамический сбой

Рисунок 8 – Настройка генератора слов

Рисунок 9 – Временная диаграмма, наблюдаемая на экране логического анализатора

Контрольные вопросы

1. К каким последствиям приведет использование логических схем КМОП типа при пониженном напряжении питания (многие серии ИС этого типа допускают работу при напряжениях 3-15 В).

К основным параметрам полевых транзисторов относятся начальный ток стока, напряжение отсечки и крутизна характеристики. Для ответа на данный вопрос воспользуемся таким параметром как крутизна S.

Крутизна линейно зависит от напряжения на затворе. Из формулы видно что при понижении напряжения питания будет возрастать Iвых. Т. е. мы имеем большой ток при малом напряжении. А уменьшение напряжения приведет к увеличению выходного тока и увеличению уровня логической единицы. А увеличение тока так же приведет к тому что будет быстрее происходить зарядка и разрядка емкостей, а так же ток растет в большей степени чем напряжение.

Очень часто случается, что ноутбук сильно нагревается в процессе работы. Иногда этот нагрев может привести к зависаниям. Часто основным источником нагрева является процессор. Возникает вполне логический вопрос: как уменьшить нагрев? Для решения этой задачи есть несколько способов:

Но мы рассмотрим следующий:

- понизить напряжение питания процессора. Этот способ наиболее простой и эффективный. Он позволяет понизить температуру на 10-30 градусов.

Наиболее оптимальным решением проблемы нагрева является понижение напряжения питания процессора. Суть заключается в следующем: количество тепла, выделяемое процессором пропорционально квадрату напряжения питания. Следовательно сравнительно небольшое снижение напряжения питания может привести к существенному уменьшению тепловыделения и потребляемой мощности.

2. Какой фактор будет определять вид выходного сигнала для последовательностей вызывающих состязания? Пояснить с помощью временных диаграмм для одной из последовательностей использованных в лабораторной работе.

Дело в том что например для статического сбоя задается поочередно три пары комбинаций входных переменных приводящих к статическим рискам. Для входных переменных вводят такие комбинации в которых функция меняет значение с 1 на 0 и наоборот, а сами переменные должны отличатся как минимум на 2 значения ( 0010 У=1, 1110 У=0), при этом можно заметить что в данной лабораторной работе сигнал на выходе не изменяется, в отличие от динамического сбоя.

Содержание

1. Вариант задания, номер варианта, цель лабораторной работы, вопросы для самоконтроля …………………………………………………………. 3

2. Функциональная электрическая схема комбинационного устройства, настройка генератора слов, временные диаграммы……………………5

3. Функциональная электрическая схема комбинационного устройства, настройка генератора слов, временные диаграммы после устранения ошибки ……………………………………………………………………... 7

4. Динамический риск сбоя…………………………………………………10

5. Статический риск сбоя…………………………………………………... 11

6. Ответы на контрольные вопросы……………………………………….. 12

7. Список используемой литературы…………………………………….... 13

Список используемой литературы

1. К. Фрике. Вводный курс цифровой электроники. -М.: Техносфера, 2004.

Рисунок 1 - Настройка генератора слов

Рисунок 2 – Функциональная электрическая схема комбинационного устройства

Рисунок 3 - Временная диаграмма, наблюдаемая на экране логического анализатора