Реализация комбинационных устройств на простых логических элементах

В результате выполнения процедуры декомпозиции проектируемое устройство представляется в виде соединения некоторых блоков и на этом этапе никак не учитывается то, из каких логических элементов будет построена окончательная схема.

Определение 3.1. Логическим блоком будем считать некоторую неделимую часть комбинационной схемы с входами и выходами, полученную в результате её декомпозиции и обладающую известной числовой последовательностью.

Определение 3.2. Логическим элементом будем считать некоторое неделимое комбинационное устройство, имеющее входов и выходов и обладающее собственной числовой последовательностью длины .

Определение 3.3. Простым логическим элементом будем считать некоторое неделимое комбинационное устройство, имеющее два входа и один выход.

Для покрытия синтезируемого комбинационного устройства простыми логическими элементами полученную в результате декомпозиции схему, как правило, необходимо делить на ещё более мелкие части, соизмеримые по сложности с элементами, заданными для покрытия. Поскольку элементная база в настоящее время постоянно обновляется, повышается степень интеграции БИС, процедуру логического синтеза цифровых схем следует рассматривать в общем виде, без привязки к какому-либо конкретному базису.

Покрытие схемы логическими элементами заключается в формальном замещении получившихся в результате декомпозиции блоков заданными логическими элементами. Элемент может покрыть и несколько блоков, если он достаточно крупный (мультиплексор, ПЛМ, ПЗУ и т. д.).

Число выходов у покрываемого блока и у логического элемента, должно быть одинаковым. Если это не так, то их следует уравнять. При этом может потребоваться уменьшение числа выходов либо блока, либо элемента. Это можно сделать с помощью принудительной параллельной декомпозиции того или другого.

Несомненный интерес представляет покрытие простыми логическими элементами, и в особенности двухвходовыми элементами «И-НЕ» и «ИЛИ-НЕ». Эти элементы являются наиболее простыми и одновременно образуют функционально полный логический базис, с использованием которого можно реализовать любое, сколь угодно сложное комбинационное устройство.