Выполнение логических поразрядных операций

Операнды – двоичные век­тора (коды). У кодов все раз­ряды равнозначны (знаковых разрядов нет).

Необходимо построить ком­бинационный преобразова­тель, реализующий набор функций

С(1: n) := А(1: n) * В(1: n),

где * - одна из сле­дующих операций над ко­дами: конъюнкция, дизъюнк­ция, инверсия, сложение по модулю два (рисунок А.1). Функциональная схема i – го разряда преобразователя представлена на рисунке А.2.

Для выполнения набора функций вида А:=А*В необходимо к построенному преобразователю подключить двухступенчатый регистр (рисунок А.3).

Далее приводится не­сколько упрощенных вари­антов реализации операций над кодами.

Чтобы реализовать операцию нужно сигнал этой операции y_Г закоммутировать на счет­ный вход соответствую­щего триггера (i – го раз­ряда регистра А) (рисунок А.4).

Схема, выполняющая микрооперации

y_Ú : А := А Ú В и

y_Ù : A := A Ù B , приведена на рисунке А.5. Таблица1 описывает операцию дизъюнкции.

Таблица А.1

At	Bt		At+1
0	0		0
0	1		1
1	0		1
1	1		1

Если y_Ú = 1 , то y_Ù = 0 (так как две микрооперации не могут выполняться над одним и тем же регистром одновременно), следовательно на R-вход триггера подается ноль (R=0), на S-вход подается b_i (S = b_i ). Если b_i =1, то триггер устанавливается в 1, если b_i =0, то триггер хранит свое состояние, т.е. a_i. Схема работает в соответствии с таблицей А.1.

Таблица А.2 описывает операцию конъюнкции.

Таблица А.2

At	Bt		At+1
0	0		0
0	1		0
1	0		0
1	1		1

Если y_Ù = 1 , то y_Ú = 0 (так как две микроопера­ции не могут выполняться над одним и тем же регист­ром одновременно), следовательно на S-вход триггера подается ноль (S=0), на R-вход подается (R = ). При = 0, = 1, т.е. триггер сбрасывается в ноль. При =1, =0, триггер хранит свое состояние , т.е. a_i.

На рисунке А.6 изображен i-ый разряд схемы, выполняющей микрооперацию

y_Å : А := А Å В . Таблица А.3 описывает операцию исключающего ИЛИ - сложения по модулю два ( Å).

Таблица А.3

At	Bt		At+1
0	0		0
0	1		1
1	0		1
1	1		0

При b_i =1, a_i =1, a_i ^t+1 =0 (триггер переключается);

при b_i =1, a_i =0, a_i ^t+1 = 1 (триггер переключается);

при b_i =0, a_i =1, a_i ^t+1 = 1 (триггер не переключается);

при b_i =0, a_i =0, a_i ^t+1 = 0 (триггер не переключается).

В рассмотренных схемах каждая поразрядная логическая операция реализована одной микрооперацией (выполняется за один такт по соответствующему управляющему сигналу y).

Предлагаю ознакомиться с аналогичными статьями: