العيب الرئيسي في دارة توافقية هو ، لا يستخدم أي ذاكرة لحفظ الحالات الحالية والسابقة. ومن ثم فإن الحالة السابقة للإدخال ليس لها أي تأثير على الحالة الحالية للدائرة. في حين أن الدائرة المتسلسلة بها ذاكرة لذلك يمكن أن يختلف الإخراج بناءً على المدخلات. يستخدم هذا النوع من الدوائر المدخلات والمخرجات السابقة والساعة وعنصر الذاكرة. هنا يمكن أن تكون عناصر الذاكرة مزلاج أو شبشب. تم تصميم الدوائر التسلسلية بطرق مختلفة مثل استخدام ROMs والوجه ، PLA ، CPLDs (جهاز منطقي قابل للبرمجة المعقدة) ، FPGAs (مصفوفة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية) . في هذه المقالة ، سنناقش فقط كيفية تصميم دائرة متسلسلة باستخدام PLA.
مخطط الكتلة للدائرة التتابعية كما هو موضح أدناه:
رسم تخطيطي للدائرة المتسلسلة
تصميم الدوائر التتابعية باستخدام PLAs
الدوائر المتسلسلة يمكن تحقيقه باستخدام PLAs (مصفوفات المنطق القابلة للبرمجة) والوجه المتأرجح. في هذا التصميم ، قد يكون تعيين الحالة مهمًا لأن استخدام تعيين الحالة الجيدة يمكن أن يقلل العدد المطلوب من شروط المنتج ، وبالتالي تقليل الحجم المطلوب لـ PLA. مصطلح منتج يُعرّف على أنه اقتران من العناصر الحرفية ، حيث يكون كل حرف إما متغيرًا أو نفيه.
دعونا نفكر في التصميم على أنه محول رمز. يمكن تحقيق جدول الحالة الموضح أدناه في الجدول باستخدام PLA واحد وثلاثة شباشب كما هو موضح أدناه الشكل. تكوين الدائرة هذا مشابه جدًا للتصميم المستند إلى ROM flip-flop ، باستثناء أن ROM يتم استبداله بـ PLA بحجم مناسب. يؤدي تعيين الدولة إلى جدول الحقيقة الوارد أدناه. يمكن تخزين هذا الجدول في PLA بأربعة مدخلات ، و 13 مصطلحًا للمنتج ، وأربعة مخرجات ، ولكن هذا سيوفر حجمًا أقل قليلاً مقارنة بـ ROM المكون من 16 كلمة.
| X Q1 Q2 Q3 | مع D1 D2 D3 |
| 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 | 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 X X X X 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 X X X X X X X X |
الجدول: جدول الحقيقة
هدية حالة
| الولاية التالية س = 0 1 | هدية الإخراج (ع) |
| إلى | ب ج | 1 0 |
ب ج | د هـ و E. | 1 0 0 1 |
د يكون | ح ح ح م | 0 1 1 0 |
ح م | أ إلى - | 0 1 1 - |
الجدول: جدول الحالة
تصميم الدوائر المتسلسلة باستخدام PLA
معادلات إخراج الإدخال المشتقة من خريطة كارنو
هنا ، نظرًا لوجود سبع حالات ، هناك حاجة لثلاث شبشب D. وبالتالي ، يلزم وجود دائرة PLA ذات 4 مداخل و 4 مخرجات. إذا تم النظر في تعيين الحالة لمحول الكود ، فيمكن كتابة معادلة الإخراج الناتجة ومعادلات إدخال D flip-flop المشتقة من Karnaugh المعادلات التالية
D1 = Q1 + = Q2 ”
D2 = Q2 + = Q2 '
D3 = Q3 + = Q1 Q2 Q3 = X ”Q1 Q3” = X Q1 ”Q2”
Z = X ”Q3” + X Q3
| X Q1 Q2 Q3 | مع D1 D2 D3 |
- - 0 - - 1 - - - 1 1 1 0 1 - 0 1 0 0 - 0 - - 0 أحد عشر
| 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0
|
يرد جدول PLA الذي يتوافق مع هذه المعادلات في الجدول أعلاه. يمكن تحقيق هذا الجدول باستخدام PLA مع أربعة مدخلات وسبعة شروط للمنتج وأربعة مخرجات. للتحقق من تشغيل التصميم أعلاه مبدئيًا ، افترض أن X = 0 و Q1Q2Q3 = 000. هذا يحدد الصفوف - - 0 - و 0 - - - 0 في الجدول ، لذلك Z = 0 و D1D2D3 = 100. بعد حافة الساعة النشطة ، Q1Q2Q3 = 100. إذا كان الإدخال التالي هو X = 1 ، فسيتم تحديد الصفوف - - 0 - و - 1- ، لذلك Z = 0 و D1D2D3 = 110. بعد حافة الساعة النشطة ، Q1Q2Q3 = 110.
صفيف المنطق القابل للبرمجة (PLA)
صفيف المنطق القابل للبرمجة هو جهاز منطقي قابل للبرمجة. يستخدم بشكل عام لتنفيذ الدوائر المنطقية التوافقية. يحتوي PLA على مجموعة من طائرات AND القابلة للبرمجة (مصفوفة AND) ، والتي ترتبط بمجموعة من مستويات OR القابلة للبرمجة (مصفوفة OR) ، والتي يمكن تكميلها مؤقتًا لإنتاج مخرجات. يسمح هذا التخطيط بتجميع عدد كبير من الوظائف المنطقية في ملف مجموع المنتجات (SOP) الأشكال المتعارف عليها. يرد أدناه مخطط كتلة بسيط لجيش التحرير الشعبى الصينى.
مخطط كتلة لجيش التحرير الشعبى الصينى
الفرق الرئيسي بين PLA و PAL (منطق الصفيف القابل للبرمجة) هو ،
جيش التحرير الشعبى الصينى: كلاهما وطائرة وطائرة أو قابلة للبرمجة.
PAL: المستوى AND فقط قابل للبرمجة ، بينما الطائرة OR ثابتة.
لفهم أفضل لجيش التحرير الشعبى الصينى ، هنا ندرس المثال أدناه.
دعونا نحاول تنفيذ هاتين الوظيفتين f1 و f2 معطاة
يتم إعطاء المدخلات x1 و x2 و x3 والإشارات المكملة الخاصة بها إلى المستوي AND القابل للبرمجة ، وهناك سنحصل على مخرجات مستوية مثل P1 و P2 و P3 تسمى minterms. ثم تُعطى هذه الإشارات لمستوى OR القابل للبرمجة لإنتاج دالة الإخراج المطلوبة f1 و f2 (مجموع المنتجات). يوضح الشكل أدناه تنفيذ مستوى البوابة لجيش التحرير الشعبى الصينى لوظيفة معينة.
تنفيذ جيش التحرير الشعبى الصينى
هذا كله يتعلق بتصميم الدوائر المتسلسلة باستخدام PLA. نحن نعتبر أن المعلومات الواردة في هذه المقالة مفيدة لك لفهم هذا المفهوم بشكل أفضل. علاوة على ذلك ، فإن أي استفسارات بخصوص هذه المقالة أو أي مساعدة في تنفيذ مشاريع كهربائية وإلكترونية ، يمكنك التواصل معنا من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك، ما المقصود بالدائرة المتسلسلة؟
