Điện Tử - Cơ Sở Thiết Kế Mạch - Design Trên Máy Tính part 8 pptx

Ta co h¢ thong cae halll 16gic co the' c6 duvc bie:u dicn duai d'-.mg tlp IWp de khai dllqc dauh dau.. Neu tlp lH/P T cae khai dUCK thinh dffu Iii eho tru1c thi \'i¢c Wp tdnh eha PLA lr6

z, f '

OR

Zill

r -:

, Xl

'"

Hinll 3.16 PLA theo C1i'U trtle AND-OR

NhlJ ta Ihay cae PLA th1fc h i¢n h~ d.c h-drn logic Ta co h¢ thong cae

halll 16gic co the' c6 duvc bie:u dicn duai d'-.mg t(lp IWp de khai dllqc dauh

dau Neu t(lp lH/P T cae khai dUCK thinh dffu Iii eho tru(1c thi \'i¢c Wp tdnh eha PLA lr6 nen dan gi3.Il hall

Tren hlnh :U5 giui thi¢u sa do thLfc hi~n IlIa tr~n AND Ma tr~n AND dm;'IC t,~o boi nhung luycn dct li¢u sap xcp thea nhling duong thing dung va nhu'ng duang ngang Cae tuycn du li~u vao d~t thitng dung tht hi¢l1 de c1[iu vao Thong thucmg tmng thiet k6 hai throng ta co /I dtiu vao d~lIlh cho r, va /I (tiu eho x, Con trong lhie:l ke 111()1 dLfl'rng ta chi co n dLfong d[f li~u vao eho

I

1-+-+-1

-+-+-2 + +-3

x1 x2 x2 xn xn

Hinh ~.J7 So do ma Iran AND ella PLA

X" cae gi<"i Irj d;.lo cua X, X, c1uQ'c I'-.W

ra hoi lap de ph:in IU NOT C{IC dUll

ra cua ma (r(1ll AND sc l~l cue drill V8.0 eho ma tn)n OR va duqe stlP xc'P nam ngang

PLA duqc h)p trlllh bang deh dLfa ra

de diem noi V~lO giao die:m eLla Gie duong Moi dUll ra eua rna tr(ln AND th~ hi¢fl mOt tfeh logic Nhu Vi~y sir dun,r PLA ta e6 • 0 th~ xtlV dUn o c de nweh logie lu cae di.mg ehurln li"ic

tuyen hoI).e hQi mOt deh dan gi:.in

Dc giam dO phue I~p ella thiet ke trong eong ngh~ Ihuong sLf ci'-:lllg Ci\c

phuang phap loi thit:u ho3 h~ cae hinn logic

Trang "I d'-:l 6 h1nh ben, e4e wyen dil li~u ra sc tuong ung \'oi cae bidu thue hOi sau:

L: XIX~ Xn

Ma tr(m OR dUQ'e I(lp trlnh wang II! nhu m., Ir~n AND

Di~n tfeh mol PLA ehiein trang nwch VLSI ty I¢ v6i giii tr (211 + til ).1

(rong d6 II: ~6 d,lu v~\() 1- so de tfeh logic trang u<;l.ng ehuJn t e tuyen 11/

-so hJ~Jng cae c1[iu ra Cae gi,i Iri 1/ va m d~le Hung ehu h¢ ham 16gie diJ cho con I xae dinh -;61uqng cae phtin tu trang 1~lp hqp de J h6i duqe danh d[lU SC

slr dy.ng

M~)t ph'ln !u hay dul,l"C Slr dyng ella c[iu tnk VLSI \"~t cling eho ph~p 1;lp

tdnh dU~Je nhu' PLA Ii: ROM ROM kh<k PLA 6 ehe) ROM Iii ctlu truc eho phep 1(lp trtnh d.c gia Iri 1 va 0 d6i v6i d.e !icll qrc (ie'u m()t each tllY 'Y' eli /I dau V~to nweh ROM ve cO' ban khnng khae PLA v6"i 2" tuyen da li¢u eua cae

tfeh i()gie Nhu\K diem chinh eua ROM so \'6i PLA la ROM e6 hi9u sua'lt suo dy.ng di~n tfeh linh th~ Ihap Diem d~e hi~t eua ROM W khit nilng 1~lp Irlnh IU"lmg l"rng vl)'i t,~p hl/P V1(J) hO;le bang chan IY So v6i PLA ROM en c1()

mem deo cau han tren 4uan diem thay doi dc ham logic lrang h¢ hum do d6 ROM dUQ'e sir lh,mg trang ky thu~t tinh Imin I"Qng rai han PLA Dl)i khi

dt thay the ROM, nguai ta co the su dy.ng cae bi:) nha Iruy e(lp ngau nhien (rung do co ghi s;ln de h,ing chan IY

§J.4 Nhung van de khi thiet ke m<.lch 16 hqp

I Nhung giai do;:tn thief kc m~ch tt; hQ'p

Qu,i tl"lnh thiet ke nweh to hQ'p thuong duqc Ilwc hi¢n thea nhang bu6e sau:

Kh,io sat nhang d~c di6m ve ehuc nang eua nwch t6 hqp nh[i"ng lien k~'1 eua m",eh voi nhung m",eh khae thea dau vao/dAu ra, thict l(tp cae 4uan

h~ wang ung v6i cae bien lOgic

D{mh giii J feh thu6e cllU hai to{lll \,~l gi~\i quyc't Vetn de phan ehia Ill'.\Ch t6 h(JP thi:mh de phan h~ Iheo mire <-1q dn Ihiet

Giai doan lli:1Y gi,ii quyct v,ln de ticp c(tIl rn'.leh 16 hop c[\n Ihie! kc'theo I(lng Ihe hO~IC phfm chi'-I thanh d.e phfm h¢ V icc ph,ln chia I1wch Ih~mh

c(\c phflll h¢ se bm gi<.lill do phuc ti.IP cua thiet kc' nC\1 -;6 luang ph<"in Ilt' llwch qUit 16n Vi dl! nhu khi thiet k€ cae kh6i ehUe nang Xlf 1)1 dc tll [miy ]m)t dch tLj nhien nguai ta phfm chi a mi.leh thi:ll1h nilLIng: pb<tll

lUong iin,g \'O'i tung hllllg hit eua tll may

XCIY dlrng hiing tht hi~n cae chue II~Ulg ella mi leh t6 Ill:p

T6i thicu hoa maeh

Oie lxing hi6'u (U) chtl'c nang la de ngudn thong tin eho qUit Irinh toi thiJu hoa 6 Jay chung ta pluli hieu qUit trlnh toi thidu hOii tl1L() nghla n)ng Dicu (ttl co nghla la chung la t6i ULl hoa kh6ng chi biJu dicn cae hlllll 16gic ma con toi u'u ho,-I Ill~)i khfm trong tO~ll1 b9 qu,i trinh tlwe hi¢n Ihiet ke h:U11 theo nhLrng lieu churin xac c1\!lh

LVi.l cl1911 dc phall tV Illgic va bieu dien !li\1l1 logie theo cae h¢ co sa dJ Iva Ch<,lll

Trcn giai dO'-.111 nlt)' nhung il~\ln \(lgie da t6i tillCIi hOil se dLf()"C blJu dicn dmji dang ellUan uie IH)1 holic chu[l'n lii.C tuyen SilO d6 Ciic hi'll1l 16gic -;0 duqc bicu dien bang nhling h~ d~IY ltU NAND \,~l l\'OR Cac Ihie't J C" tuong Crng -;0 plwlhUt)c V~IO cae h~ d;'lY dlJ dU'<;1c Iva C\H)Il

2 Anh hm'mg eU;'l thi)"i gian tn,; tu'i hm.lt d(lng: ella cae Ill;)ch t() hqp

Anh hUl"ing CUi! thCii gian tre t6i ho,.It dqng eua mi lCh c6 the I~lln thay doi hoan toim chuc n:-mg l1H.lch D6i voi cac ]1';.lch 16 hqp, thai gian Ire kh6ng chi

lilm giam loe Ot) hO'.lt o(mg eua mi.leh m:, con c(l the sinh fa nhi1ng gia Ir!

nhfit thi'l'j hi sai (1 dtiu ra elm nweh Dieu d6 se lam hOi.!t O~ltlg cua tU~ll1 h~

thong e6 tht hi Ihay doi Theo thai gian nhetng gla Irj ni:ly s0 bien mfit vii ct~IU r<1 ella m'.lch sc _nh(LI1 duqc cae gia Ir\ ouqc t[nh then cae h;\111 logic ttl thiC't

ke l\'hun" cae , e e "iii !ri sOli na)1 r:it nouY ilicm lro11" nhu!lo trui:m" hOI) khi e e e e m'.lCh 16 hqp duqe noi vai cae Ill,.teh uh6 dung lUll tret de tn.ll1g th{\i ella h¢ thong Khi 06 sc Wrll hi¢n ute tr~\llg thai khong lily dO{l1l trU(jC v,\ hOil! th)ng clla toan h¢ thong co the bi sai hO~lll tO~Ill NhCrng tnIang 119P nay gqi \i:t cac rui ro trong 1T1'.ICil

,

y

L

a)

Trong k5' Ihu(\1 thuang ph[m bi~1 hell loai rui ro: WI ro lillll \'il rlli 1"0 ,.mg Rlli In linh xutn hien khi WIl1.<:! Ihai eLla lin iliCU ra cu6i '-' cLll1~ I-.h(lll~ ~ ' - -Illav

,,-,.[ z-'\&'

, =E9

,

L

_ J

L

umuLC:

1l1llh -\.IX RUI J'O 1111h Imng lllach :-.lAND

d6i nllll'ng ct'J Ihe xU:lI hien nhLin" e Ihav dC;i Iron" khOell1" e e tho-i giilll ngilil CIJlin1; la x01 lTle.tCIl Ilwc hien ph.5p 100In ::: = xy Do d(ii \'61 Ilmg (hri\ng

lin hi¢u, gi,.l Ir~ Ihi:Yi giall Ire c6 Ihe kh<ic nhau Khi lin hi~u cbll vao chuyen • Iran" thai e Ill' '10'

sang '01' tin hi~u d[iu ra ella pb,'in lU t\AND ph,.ll kh6ng

Ihay (k~i Trong Inro-ng hop trcn hlnh 3.18 a), khl till hieu i)' hai

Ct:ill r \'il y cLmg bi Ire tin hi~u d[iu ra :: vall khong Ihay doi gia Iq Trong khi d6 b hlnb b) 6 deiu ra eua nweh XU<lt hi~n gia Ifi tIn hi¢u I = '0' dn

hi¢n lU~)ng Ire tin hi~u trcn h~,i duo-ng.r va y Gi<i tr! Hay khong dLf(;X: hilln ch{l'e ml.ng eua lll<.\ch dlf doan vii chi xufil hi~1l trong ITlQI khoilng Il1fJi

,

,

,

ra

<:: 3"

( hla Ir'mll <lUll do

IIinh 3.11) Trual1g hqp xual

hien l"Lli 1'0 dong

-c

I-linh J.20 Loal bo rlli 1'0 billlp, de lllach I1h6

gian ngan D6 chillh Ja gia tr! rLli ro Gnh xu[\t hi¢n lrong phal1 lu' NAl'\O Tnrang i10P th(r hai la truang lWp xual hi¢n rLli ~ dt)ng Trong In.ri:mg hqp nilY qUit Irlnh ehuyc:n lie'p U[lLl lien va euoi ellllg lu6n trilllg \'(Ji qua Irl11h ehuyc:n liep thea Ihu,~t toan eLla ho<~1 d(lIlg mach 16 hqp

De Im~i IrLr klu.l nang loi xua't hi¢n do nii roo lrong cae n;, • :h to h(.'Ip nguoi

ta su dl;lJ1g dong bt) qua trlnh nh~tn thong tin bJng cae mi leh nila noi voi

delu ra cila m'.leh to il0p Thong lin dU<;1C nh~Ul V~IO 111'-.\<:h nila IhOng qua

lin hi~lI d6ng he) C Tin hi~u nay dUQe tae d(lng vao 1l1'-.leh nh(r :-.au khi

cae qUi\' tdnh qUit 00 trong nweh t6 hqp ket thuc, Nhu vfty dc tin hi¢u sai

se khl'lng tae o(mg den phan tu nha va do 00 khong xuat hi¢n trcn c1fiu ra eua Im,lch,

§3.5 Thict kc cae m~eh tU£ln tt!

Cac tnl;lch tu,l.n tt! trong ky thu~t thu0ng ouqe thiet KC then GlU trlic hao gam cac l11<;lch t6 hqp lien ket vai cae Im~eh nha, OtC Illi;lch t6 hqp se 1I1l,rc

hi~n eac Hnh toan theo cae ham logic, con cac m',lch nh6 dLlI1g de! luu trfi' d.c ket qua trung gian Do d6 ta e6 the bi6u dicn h00-t d(mg cua Im.tch Ihl.:o th0i gian, Trong tnl,!c nay chung ta se kh,lO sat cae Illi;lch nila va cae phuong phap licn kct chung vai cac tTI<;lch t6 hqp thanh cac Illi~ch tuan tt!

1 Nguyen Iy eua cae Inl;lch nhu

Cac ll1i~ch to hqp cho plH!p t1wc hi~n mOt so mach phuc ti;lP vi dl,! nhu mi.1ch nhan nhanh, nhung d6i voi mQt so thao tac xtr Iy du li~u phue t<.lP han yeu cfiu ghi nha cae ket qua tinh toan trung gian va tht!c hi~n nhO'ng than ti.lc If1P wong ung vai trlnh t1,I tfnh toan Trong linh VI,fC xu 19 so, cac du li¢u dlH;lC bieu dicn dUai d,mg nhi phdn do d6 can thie"\ nhung nwch eho phep nha li.1i hai tn~ng thai '0' va 'J'

Co hai lex.li so do nh6 kinh dicn d6 Iii cac tn<).ch nha d(Jl1g va nwch nh6 tlnh Trong iTIl,!c nay ta xetn xet cac di~ng mi.1ch nh6 dlHJe xa)' d1,Il1g tren nhll'ng phfin til logic don gian nhat - philn tt'r NOT Vi~c xli)' dt!ng de pilan

tu nh6 deu d1,Ia tren cae nguyen lS' chung D6 hi ho~e pilai X£ty dlfng cae vong phan hoi tin hi~u trong Im~eh d6 tl! duy trl gia tri clla 6 nila: hO(lC l~t

dung thiet bi plW trq dC duy trl gia tri 6 nh6

Hai nguyen 19 tren duqc minh ho~ tren hlnh 3.21 Trong hlnh a, lm~ch nha duqc xay d1,Ing tLr hai phan til NOT mfic noi tiep va m¢t vong phiin hoi Khi Im~eh 6 tn~ng thai bn dinh dau ra clla hai philn tu NOT lan luot \a 'I', '0'

ho~c '0', 'I' Nhfrng gia tri diu ra cua cac phatl tu NOT cung vai \'ong philn

htli c6 ti.ic dl;lJlg duy tr1 tr<.lI1g thai eLla phfin tu nha Nhu v(ly mi tell 1l;IY Ct") laC dl;l.ilg lUll trO' cac gia tr~ uu lit;u '1' va '0' M'.leh nha nay gQi IiI mach nha flilh Yang rhiltl hrll

sw

IIinh 3.21 C<ic nang mach ah6: <I nl<lch nhallni1: h mach !lh6 (\('111).':

Trcn ,,(1 do b) ph in IU khoa SW noi tier vai plutn lir NOT Plutn lir nha ni:lY ilru tru giu Irt dv li¢u eLla 6 nha bAng phan tu c1i¢n dung k)' sinh IHi diiu v;w ella phfin tu logic NOT Khi tin hi~u c1i~u khi~n <p = 1, khoa SW dong va di¢n dung ky sinh t<;ti dau VaG phan tu NOT dUQ'e tieh di¢n Khi <p = 0, khoa

SW m6 va di¢n Ifeh a di.1u vao phun IU NOT bj co 1(lp voi m'.lCh ngoal Do d6 phi.l.n tir NOT c[in phai co gia Irj tra kh,ing dau vao cao d tnrcJ"ng hc;iP nay, trang Si.lll xuat thuang xuy dL!ng nwch thea cQng ngh¢ MOS Thoi gian iLru trG: dUQ'c xac djnh thea thai gian luu gifr di~n tich eLla phan til di~n dung dau vao Thong thuang thai gian nay phl,l thuge vao nhi~t d() va e6 gia tr! trong khoang tll 1 giay den lO'~ giay Do do muon lUll Inliflu dai gi,i tri clia 0 nha can phai co nhling chu ky m.lp l<.ti di~n tich Iren phan tit di~n cam Lm.li phfin

tu nha nay gQi la phan tu nha c19ng

Trong n{ hai truang hQ'p, det ii¢u duQ'c nha nhu la di¢n tfch trcn dau vao ella phan ttl NOT Nlllrng doi vai phan tu nha tinh di¢n tieh luon dUQ'c n<;tp I~\i do duang tin hi~ll phan hoi D~ san xuat phun lU nh6 finh nguai la e6 Ih~ sir dlJ.ng cong ngh~ MOS ding nhu cang ngh¢ nwch hai qrc va ct6i vai phrin

tiI nha tinh khong co gi6i hi 1l1 ve thai gian nha

2 Cae sa do thanh ghi va trigH

Sa do nha d(lng cho phep lUll tret tn!c tiep m9t bit thong tin De: eo.th~ ghi nh6 dong thai dUQ'C /I bit thong tin nguoi la dung song song 1/ phan tir nha d9ng Thiel bj do duqc gQi la thanh ghi d9ng n bit (hlnh ":2)

Doi vai phan tu nha tinh vi trong d6 kh6ng c6 m~eh thu nh(tn dfr Ii~u, trong ky tilU~ll thuang dung hai phU(111g philp xfty dL!l1g thanh ghi nhu sau

PIII({!I1g r/u./p 1:

x I , ~

2

gill dClllg

,

~

" CK

,

'2

Ilinh -'.22 So ,b cSu Ink Ih,lI1h gIll drill)!_

Trong m~.\Ch dau vao \';\ mi,\Ch rhein h6i ta dung cae bl) kh6a SW (hlnh

3.23) Cae kllo,i nilY duve di6u khien sao rho chung [ulm 0 hai Ir,.mg lh.ii

IlgLrqc nhau Dc c1'.Ii c1U\1C dieu do cae tin hi¢u dicu khien sc I~l (P \';1 <p Klli

tIn hi¢u (p = O <f = 1 111'-.leh vao sc ng{ll vii

vong ph,in h6i dong h.11 nwch (1 lri;lng Ihili

nh6 KIll (P = 1, (P = 0 111i.\ch vao dong va

vong phiin hoi bi ngat, mi teh (; In,mg thiii ghi

M<:tch sc co hai dau ra: d.1u gia Ir! Ihu,~n va

d:iu giii Ir! dao D~lC dili'm cua 111<;lch la thoi

gian lUll In} khClIlg hi giui h • tn Khi su dy.ng

song song /I 1TI'-.lch nher ta sc co thanh ghi

tinh II hil Do trong mach Slr dl,lI1g cae khoa

ncn pillrong ph:lP nay khCmg thich hqp voi

c.ie mi teh ban dan hai qi'e

f-'III(O'JI t: (Jlllip '):

Blnh J.B Th'1I1h ghi llllil

Thay VI dllllg cae phfin tit KOT lrung sa dri ella ph.:in tu 1I116, la dllng die

pkln ILr NAND hO~le NOR Dtlla eae trigo' RS, D, T JK Trcn hlnh 3.24 ta

e6 SO' d6 du true vii hO:.11 d(mg clla RS trigo· Ta co the: x[IY dl,fng eae phtin IU

trig<1 khac dVa trell CO' sa triga RS Trang hlnh 3.24 dua fa caeh XlIy dl!ng

Irigl1D tic triga RS

Trong sO' do triga RS ta t1~iy khi tin hi¢u CK = 'I' YU hai tin hi¢u R \'6i S

eung htlllg 'I' (hiu fa Q vii Q cung h~llg 'I' Khi CK chuy~n sang gii.1 Iri

'0', trang thai n~ly tnT nell kh6ng 6n djnh \'a do tinh bal doi xung ella mi lch

(Ihil'i giun Ire truyen tr0n dc phan tLr m'-.Ich khong nhu nhau ) va d.c nhi~u

d()ng trong mach ma m<,)1 trong hai dU'(jng tin hi¢u sc e6 gia tr! '0' QUi.1 tr[nh