1设计过程
一、设计过程
例子：设计一个BCD码到余三码转换电路
规范化
指定组合电路行为
-
输入：0到9的BCD码表示，分别为0000-1001
-
输出：0到9的余三码表示，在BCD码上加0011
形式化
用真值表对输入输出形式化
-
由于只有4位，用真值表很容易表示
-
输入 BCD码 A,B,C,D
-
输出 余三码 W,X,Y,Z
优化
优化逻辑，减少门输入成本，如卡诺图优化
- 优化目标
➢ 门输入成本G ➢ 即逻辑图中门的输入端的个数
| 卡诺图 | 方程 |
|---|---|
 |
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W = 5 + 2 = 7
X = 7 + 3 = 10 / 10 + 1 + 2
Y = 4 + 2 = 6 / 6 + 2
Z = 0
23 ,选C
- 进一步优化思想：提取公因子，共享电路
| 进一步优化前 | 进一步优化后 |
|---|---|
 |
 |
工艺映射
\[
\text{下面是一些连接词完备集}\\
\begin{align}
\{\neg,\lor\}\\
\{\neg,\land\}\\
\{\neg,\rightarrow\}\\
\{\uparrow \}\\
\{\downarrow \}\\
\end{align}
\]
将优化后逻辑映射到实现工艺
- 给定设计好的电路概要图
➢（含与门、或门、反相）
- ==映射到与非门==（或或非门）
➢ 库中含反相器和n-输入与非门，n = 2, 3, …
- 映射过程
| 映射过程 | 示例图 | 具体例子 |
|---|---|---|
| ① 用与非门替换掉与门和或门（可以稍微记住这个替换的方法） |  |
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| ② 将反相器推过电路中的扇出点 |  |
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| ③ 抵消掉反相器对 |  |
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④ 重复②和③直到在a和b之间==只存在1反相器==
a. 电路输入或与非门的输出
b. 与非门输入
显然选BCE
- 映射到或非门例子
| 用与非门替换 | 抵消反相器 |
|---|---|
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选C，如下所示
ABCD，根据完备集，肯定全部都是对的
验证
- 人工逻辑分析
➢ ==找出==实现电路真值表或==方程式==
➢ 将实现电路真值表和规范==真值表比较==，或
➢ ==证明==实现电路的方程式和规范方程式==等价==
- 模拟
➢ 以Verilog为例：Verilog是一种硬件描述语言
① 使用Verilog 对电路进行编程实现
② 编写测试程序，即TestBench
➢ 产生模拟信号
➢ 将产生信号加到实现电路上
③ 将输出与期望值比较