Комбинационная логика

редактировать
Automata theory.svg Об этом изображении Классы автоматов (При нажатии на каждый слой открывается статья на эту тему)

В теории автоматов, комбинационная логика (иногда также называемая не зависящей от времени логикой ) представляет собой тип цифровой логики, которая является реализуется логическими схемами, где выходом является чистая функция только текущего входа. Это отличается от последовательной логики, в которой выход зависит не только от текущего входа, но и от истории входа. Другими словами, последовательная логика имеет память, а комбинационная логика - нет.

Комбинационная логика используется в схемах компьютера для выполнения логической алгебры с входными сигналами и сохраненными данными. Практические компьютерные схемы обычно содержат смесь комбинационной и последовательной логики. Например, часть арифметико-логического устройства или ALU, которая выполняет математические вычисления, построена с использованием комбинационной логики. Другие схемы, используемые в компьютерах, такие как полусумматоры, полные сумматоры, полувычитатели, полные вычитатели, мультиплексоры, демультиплексоры, кодеры и декодеры также выполнены с использованием комбинационной логики.

Практическое проектирование систем комбинационной логики может потребовать рассмотрения конечного времени, необходимого для практических логических элементов, чтобы отреагировать на изменения в их входных данных. Если выход является результатом комбинации нескольких разных путей с разным количеством переключающих элементов, выход может на мгновение изменить состояние, прежде чем установится в конечном состоянии, поскольку изменения распространяются по разным маршрутам.

Альтернативный термин - комбинаторная логика .

Содержание
  • 1 Представление
  • 2 Минимизация логической формулы
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки
Представление

Комбинационная логика используется для построения схем, которые производят определенные выходные данные из определенных входов. Построение комбинационной логики обычно выполняется одним из двух методов: сумма произведений или произведение сумм. Рассмотрим следующую таблицу истинности :

ABCРезультатЛогический эквивалент
FFFF¬ A ∧ ¬ B ∧ ¬ C {\ displaystyle \ neg A \ wedge \ neg B \ wedge \ neg C}{\ displaystyle \ neg A \ клин \ neg B \ клин \ neg C}
FFTF¬ A ∧ ¬ B ∧ C {\ Displaystyle \ neg A \ клин \ neg B \ клин C}{ \ displaystyle \ neg A \ wedge \ neg B \ wedge C}
FTFF¬ A ∧ B ∧ ¬ C {\ displaystyle \ neg A \ клин B \ клин \ neg C}{\ Displaystyle \ Нег А \ клин В \ клин \ Нег С}
FTTF¬ A ∧ В ∧ С {\ Displaystyle \ Neg A \ клин B \ клин C}{\ displaystyle \ neg A \ wedge B \ wedge C}
TFFTA ∧ ¬ B ∧ ¬ C {\ displaystyle A \ клин \ neg B \ клин \ neg C}{\ displaystyle A \ wedge \ neg B \ wedge \ neg C}
TFTFA ∧ ¬ B C {\ Displaystyle A \ клин \ нег B \ клин C}{\ displaystyle A \ wedge \ neg B \ wedge C}
TTFFA ∧ B ∧ ¬ C {\ displaystyle A \ клин B \ клин \ neg C}{\ displaystyle А \ клин Б \ клин \ нэ g C}
TTTTA ∧ B ∧ C {\ displaystyle A \ клин B \ wedge C}{\ displaystyle A \ клин B \ клин C}

. Используя сумму произведений, все логические утверждения, которые дают истинные результаты, суммируются, давая результат:

(A ∧ ¬ B ∧ ¬ C) ∨ (A ∧ B ∧ C) {\ displaystyle (A \ wedge \ neg B \ wedge \ neg C) \ vee (A \ wedge B \ wedge C) \,}{\ displaystyle (A \ клин \ neg B \ клин \ neg C) \ vee (A \ клин B \ клин C) \,}

Используя булеву алгебру, результат упрощается до следующего эквивалента истины таблица:

A ∧ ((¬ B ∧ ¬ C) ∨ (B ∧ C)) {\ displaystyle A \ wedge ((\ neg B \ wedge \ neg C) \ vee (B \ wedge C)) \, }{\ displaystyle A \ wedge ((\ neg B \ wedge \ neg C) \ vee ( В \ клин С)) \,}
Логическая формула мини mization

Минимизация (упрощение) формул комбинационной логики осуществляется с помощью следующих правил, основанных на законах булевой алгебры :

(A ∨ B) ∧ (A ∨ C) = A ∨ (B ∧ C) (A ∧ B) ∨ (A ∧ C) знак равно A ∧ (B ∨ C) {\ displaystyle {\ begin {align} (A \ vee B) \ wedge (A \ vee C) = A \ vee (B \ клин C) \\ (A \ клин B) \ vee (A \ клин C) = A \ клин (B \ vee C) \ end {align}}}{\ displaystyle {\ begin {align} (A \ vee B) \ wedge (A \ vee C) = A \ vee (В \ клин С) \\ (А \ клин В) \ Ви (А \ клин С) = А \ клин (В \ Ви С) \ конец {выровнен}}}
A ∨ (A ∧ B) Знак равно AA ∧ (A ∨ B) = A {\ Displaystyle {\ begin {выровненный} A \ vee (A \ клин B) = A \\ A \ клин (A \ vee B) = A \ end {выровнен} }}{\ displaystyle {\ begin {align} A \ vee (A \ wedge B) = A \\ A \ wedge (A \ vee B) = A \ end {align}}}
A ∨ (¬ A ∧ B) = A ∨ BA ∧ (¬ A ∨ B) = A ∧ B {\ displaystyle {\ begin {align} A \ vee (\ lnot A \ wedge B) = A \ vee B \\ A \ клин (\ lnot A \ vee B) = A \ клин B \ end {align}}}{\ Displaystyle {\ begin {выровнено} A \ vee (\ lnot A \ клин B) = A \ vee B \\ A \ клин (\ lnot A \ vee B) = A \ клин B \ конец {выровнен}}}
(A ∨ B) ∧ (¬ A ∨ B) = B (A ∧ В) ∨ (¬ A ∧ В) знак равно В {\ Displaystyle {\ begin {выровнено} (A \ vee B) \ клин (\ lnot A \ vee B) = B \\ (A \ клин B) \ vee ( \ lnot A \ клин B) = B \ end {align}}}{\ Displaystyle { \ begin {выровнен} (A \ vee B) \ клин (\ lnot A \ vee B) = B \\ (A \ wedge B) \ vee (\ lnot A \ wedge B) = B \ end {выровнен} }}
(A ∧ B) ∨ (¬ A ∧ C) ∨ (B ∧ C) = (A ∧ B) ∨ (¬ A ∧ C) (A ∨ B) ∧ (¬ A ∨ C) ∧ (B ∨ C) = (A ∨ B) ∧ (¬ A ∨ C) {\ displaystyle {\ be джин {выровненный} (A \ клин B) \ vee (\ lnot A \ клин C) \ vee (B \ клин C) = (A \ клин B) \ vee (\ lnot A \ клин C) \\ (A \ vee B) \ клин (\ lnot A \ vee C) \ клин (B \ vee C) = (A \ vee B) \ клин (\ lnot A \ vee C) \ end {выровнено}}}{\ Displaystyle {\ begin {выровнено} (A \ клин B) \ vee (\ lnot A \ клин C) \ vee (B \ клин C) = (A \ клин B) \ vee (\ lnot A \ клин C) \\ (A \ vee B) \ клин (\ lnot A \ vee C) \ клин (B \ vee C) = (A \ vee B) \ клин (\ лнот А \ Ви С) \ конец {выровненный}}}

С использованием минимизации (иногда называемой логической оптимизацией ) может быть получена упрощенная логическая функция или схема, и логика становится меньше, и ее легче анализировать, использовать или строить.

См. Также
Литература
  • Михаил Предко и Майк Предко, Цифровая электроника демистифицирована, McGraw-Hill, 2004. ISBN 0-07-144141-7
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-15 06:20:44
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте