触发器论文存储器论文

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基于数据选择器和D触发器的多输入时序电路设计

摘要:为了探索多输入时序逻辑电路的简便实现方法,介绍了基于数据选择器和D触发器的多输入时序逻辑电路设计技术。即将D触发器和数据选择器进行组合,用触发器的现态作为数据选择器选择输入变量、数据选择器的输出函数作为触发器的D输入信号,构成既有存储功能又有数据选择功能的多输入端时序网络。由触发器的现态选择输入变量、所选择的输入变量决定触发器的次态转换方向。该方法适合实现互斥多变量时序逻辑电路,且在设计过程中不需要进行函数化简。

关键词:D触发器; 数据选择器; 时序网络; 多输入时序逻辑电路

文章编号:1004-373X(2010)12-0010-03

Design of Data Multi-input Sequential Logic Circuit Based on Data Multiplexer and D Flip-flop

REN Jun-yuan

(Bohai University, Jinzhou 121000, China)

Abstract:The design technique of multi-input sequential logic circiut based on multiplexer and D flip-flops is introduced to investigate a simple method to realize the multi-input sequential logic circiut, which D flip-flops are

e data multiplexer to select input variables and the output functions o

f the data multiplexer as the input signals of D flip-flops, the multi-input sequential network with the functions of storage and selection is composed. The input variables are selected accordin

g to the present states of D flip-flops, the transformation direction of the next states of D flip-flops is determined by the selected variables. The combination of these two components is suitable to the realization of the mutual exclusion multi-variable sequential logic circuit. The function simplification is unnecessary in design process. This is a new method to design sequential logic circuits.

Keywords: D flip-flop; data multiplexer; sequential network; multi-input sequential logic circuit

在SSI时序逻辑电路设计中,遵循的设计准则是:在保证所设计

的时序逻辑电路具有正确功能的前提下,触发器的激励函数应最小化,从而简化电路结构。

用卡诺图法或公式法化简触发器的激励函数,在多输入变量时相当繁琐甚至难以进行。因此,需要寻求多输入时序逻辑电路简捷设计方法。

本文给出多输入变量时序逻辑网络的一种新型结构:将D触发器-和数据选择器-进行组合,构成既有存储功能又有数据选择功能的多输入时序网络并给出设计过程中不需要进行函数化简的设计技术。

1 基本原理

1.1 基本多输入时序网络

1.1.1 多输入时序网络的基本形式

用1个D触发器和1个2选1数据选择器构成多输入时序网络的基本电路[1],如图1所示。

图1 多输入时序网络的基本电路

图1中,触发器的现态输出作为数据选择器的A选择输入变量,数据选择器的Y输出作为触发器的D输入信号,数据选择器的输入端作为所构成时序网络的外部信号输入端。

1.1.2 多输入时序网络基本电路的状态方程

由D触发器的特性方程=D、数据选择器的输出逻辑表达式及的关系,得多输入时序网络基本电路的状态方程:

写成矩阵形式为:

1.1.3已知状态转换关系确定时序网络输入矩阵参数的方法

由式(1)、式(2)有:

(1) 现态时选择输入由状态转换关系确定可实现所要求的状态转换:

若=0,即状态转换为0→0,则式(2)中的输入矩阵应填

若即状态转换为0→1,则式(2) 中的输入矩阵应填使状态产生变化的输入变量。

(2) 现态时选择输入由状态转换关系确定可实现所要求的状态转换:

若即状态转换为1→1,则式(2)中的输入矩阵中应填

若即状态转换为1→0,则式(2)中的输入矩阵中应填使状态产生变化的输入变量取反。

1.2 2个状态变量的多输入时序网络

1.2.1 2个状态变量多输入时序网络的形式

用2个D触发器和2个4选1数据选择器可构成有2个状态变量的多输入时序网络[1],如图2所示。

图2中,触发器的2个现态输出作为数据选择器的选择输入变量,2个数据选择器的Y输出分别作为2个触发器的D输入信号,数据选择器的输入端

作为所构成时序网络的外部信号输入端。

图2 2个状态变量的多输入时序网络

1.2.2 两个状态变量多输入时序网络的状态方程

按基本多输入时序网络的分析方法,可得状态方程的矩阵形式为:

(3)

1.2.3 现态对输入信号的选择及输入矩阵参数的确定

现态的取值组合决定所选择的数据输入端,而数据输入端的输入情况又决定次态:

(1) 现态

时选择输入

由状态转换关系确定可实现所要求的状态转换;

(2) 现态

时选择输入

由状态转换关系确定可实现所要求的状态转换;