b) bc a Rys. 1. Tablice Karnaugha dla funkcji o: a) n=2, b) n=3 i c) n=4 zmiennych.

Podobne dokumenty
dr inż. Małgorzata Langer Architektura komputerów

Metoda Karnaugh. B A BC A

Wykład nr 1 Techniki Mikroprocesorowe. dr inż. Artur Cichowski

Podstawy Automatyki. Wykład 12 - synteza i minimalizacja funkcji logicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Lekcja na Pracowni Podstaw Techniki Komputerowej z wykorzystaniem komputera

Architektura komputerów ćwiczenia Bramki logiczne. Układy kombinacyjne. Kanoniczna postać dysjunkcyjna i koniunkcyjna.

Koszt literału (literal cost) jest określony liczbą wystąpień literału w wyrażeniu boolowskim realizowanym przez układ.

Rys. 2. Symbole dodatkowych bramek logicznych i ich tablice stanów.

3. SYNTEZA UKŁADÓW KOMBINACYJNYCH

Minimalizacja form boolowskich

Elementy logiki. Algebra Boole a. Analiza i synteza układów logicznych

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Algebra Boole a

Tab. 1 Tab. 2 t t+1 Q 2 Q 1 Q 0 Q 2 Q 1 Q 0

Minimalizacja formuł Boolowskich

dr inż. Rafał Klaus Zajęcia finansowane z projektu "Rozwój i doskonalenie kształcenia i ich zastosowań w przemyśle" POKL

LABORATORIUM 04, ZESTAW 1 SYNTEZA BEZSTYKOWYCH UKŁADÓW KOMBINACYJNYCH

zmiana stanu pamięci następuje bezpośrednio (w dowolnej chwili czasu) pod wpływem zmiany stanu wejść,

Architektura komputerów Wykład 2

Minimalizacja funkcji boolowskich - wykład 2

W jakim celu to robimy? Tablica Karnaugh. Minimalizacja

Funkcja Boolowska. f:b n B, gdzieb={0,1} jest zbiorem wartości funkcji. Funkcja boolowska jest matematycznym modelem układu kombinacyjnego.

UKŁADY KOMBINACYJNE (BRAMKI: AND, OR, NAND, NOR, NOT)

x x

xx + x = 1, to y = Jeśli x = 0, to y = 0 Przykładowy układ Funkcja przykładowego układu Metody poszukiwania testów Porównanie tabel prawdy

Bramki logiczne Podstawowe składniki wszystkich układów logicznych

WOJSKOWA AKADEMIA T E CHNI CZNA im. Jarosława Dą brow ski ego ZAKŁAD AWIONIKI I UZBROJENIA LOTNICZEGO

Minimalizacja funkcji boolowskich

Część 2. Funkcje logiczne układy kombinacyjne

Podstawy techniki cyfrowej. Układy asynchroniczne Opracował: R.Walkowiak Styczeń 2014

Podstawy Automatyki. Wykład 13 - Układy bramkowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

LABORATORIUM 06, ZESTAW 1 SYNTEZA BEZSTYKOWYCH UKŁADÓW KOMBINACYJNYCH

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

Wstęp do Techniki Cyfrowej i Mikroelektroniki

Algebra Boole a. Ćwiczenie Sprawdź, czy algebra zbiorów jestrównież algebrą Boole a. Padaj wszystkie elementy takiej realizacji.

Układy logiczne. Wstęp doinformatyki. Funkcje boolowskie (1854) Funkcje boolowskie. Operacje logiczne. Funkcja boolowska (przykład)

TEMAT: PROJEKTOWANIE I BADANIE PRZERZUTNIKÓW BISTABILNYCH

1. SYNTEZA UKŁADÓW SEKWENCYJNYCH

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA im. Jarosława Dąbrowskiego

KATEDRA INFORMATYKI TECHNICZNEJ. Ćwiczenia laboratoryjne z Logiki Układów Cyfrowych. ćwiczenie 212

Podstawowe układy cyfrowe

Cyfrowe bramki logiczne 2012

Układy kombinacyjne Y X 4 X 5. Rys. 1 Kombinacyjna funkcja logiczna.

Układy asynchroniczne

Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych

Asynchroniczne statyczne układy sekwencyjne

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA im. Jarosława Dąbrowskiego

Układy asynchroniczne

Ćwiczenie 26. Temat: Układ z bramkami NAND i bramki AOI..

Wstęp do Techniki Cyfrowej... Układy kombinacyjne

Metoda eliminacji Gaussa

Podstawy Automatyki. Człowiek- najlepsza inwestycja. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Algebra Boole a i jej zastosowania

Technika cyfrowa Synteza układów kombinacyjnych (I)

Technika cyfrowa Synteza układów kombinacyjnych

; B = Wykonaj poniższe obliczenia: Mnożenia, transpozycje etc wykonuję programem i przepisuję wyniki. Mam nadzieję, że umiesz mnożyć macierze...

Ćwiczenie 2. Algebra Boolea, przykłady równań logicznych. A. TWIERDZENIA ALGEBRY BOOLE A WPROWADZENIE DO TEORII.

Synteza układów kombinacyjnych

Synteza strukturalna automatów Moore'a i Mealy

Automatyka. Treść wykładów: Multiplekser. Układ kombinacyjny. Demultiplekser. Koder

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Podstawy Automatyki. Wykład 9 - Podstawy matematyczne automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Lista tematów na kolokwium z wykładu z Techniki Cyfrowej w roku ak. 2013/2014

Laboratorium podstaw elektroniki

Errata do książki Multisim. Technika cyfrowa w przykładach.

Laboratorium elektroniki i miernictwa

funkcja, opisana tablicami rys. 3-8a,b, bez uwzględnienia pozycji nieokreślonych

dwójkę liczącą Licznikiem Podział liczników:

Automatyka Treść wykładów: Literatura. Wstęp. Sygnał analogowy a cyfrowy. Bieżące wiadomości:

Ćwiczenie nr 1 Temat: Ćwiczenie wprowadzające w problematykę laboratorium.

Minimalizacja funkcji boolowskich

Asynchroniczne statyczne układy sekwencyjne

ćwiczenie 202 Temat: Układy kombinacyjne 1. Cel ćwiczenia

WFiIS CEL ĆWICZENIA WSTĘP TEORETYCZNY

1.2 Funktory z otwartym kolektorem (O.C)

15. Macierze. Definicja Macierzy. Definicja Delty Kroneckera. Definicja Macierzy Kwadratowej. Definicja Macierzy Jednostkowej

Bramki logiczne Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Zadania do wykładu 1, Zapisz liczby binarne w kodzie dziesiętnym: ( ) 2 =( ) 10, ( ) 2 =( ) 10, (101001, 10110) 2 =( ) 10

Podstawy Automatyki. Wykład 13 - Układy bramkowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /10

INSTYTUT CYBERNETYKI TECHNICZNEJ POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ ZAKŁAD SZTUCZNEJ INTELIGENCJI I AUTOMATÓW

Sumy kwadratów kolejnych liczb naturalnych

Systemy wbudowane. Wprowadzenie. Nazwa. Oznaczenia. Zygmunt Kubiak. Sterowniki PLC - Wprowadzenie do programowania (1)

Minimalizacja form boolowskich UC1, 2009

Bukiety matematyczne dla gimnazjum

Ćwiczenie 27 Temat: Układy komparatorów oraz układy sumujące i odejmujące i układy sumatorów połówkowych i pełnych. Cel ćwiczenia

Układy kombinacyjne i sekwencyjne. Podczas ćwiczenia poruszane będą następujące zagadnienia:

Wstęp. Przygotowanie teoretyczne

Projekt z przedmiotu Systemy akwizycji i przesyłania informacji. Temat pracy: Licznik binarny zliczający do 10.

SWB - Wprowadzenie, funkcje boolowskie i bramki logiczne - wykład 1 asz 1. Plan wykładu

Ćwiczenie 25 Temat: Interfejs między bramkami logicznymi i kombinacyjne układy logiczne. Układ z bramkami NOR. Cel ćwiczenia

LEKCJA. TEMAT: Funktory logiczne.

Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

UKŁADY KOMBINACYJNE WPROWADZENIE. przerzutniki, bramki ze sprzężeniami zwrotnymi. Układ przełączający Y t. Q t stan wewnętrzny

Ćwiczenie 29 Temat: Układy koderów i dekoderów. Cel ćwiczenia

Przerzutnik ma pewną liczbę wejść i z reguły dwa wyjścia.

Złożoność obliczeniowa zadania, zestaw 2

Projektowanie układów na schemacie

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Bramki TTL i CMOS 7400, 74S00, 74HC00, 74HCT00, 7403, 74132

Transkrypt:

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 1 FUNKCJE LOGICZNE 1. Tablice Karnaugha Do reprezentacji funkcji boolowskiej n-zmiennych można wykorzystać tablicę prawdy o 2 n wierszach lub np. tablice Karnaugha. Tablica Karnaugha jest kwadratową lub prostokątną siatką zbudowaną z 2 n kratek (dla parzystej liczby argumentów tablica ma kształt kwadratu o wymiarach 2 0.5n 2 0.5n, dla nieparzystej prostokąta o wymiarach 2 0.5 (n 1) 2 0.5 (n+1) )) a) b a 0 1 0 1 b) 0 1 c) 00 01 11 10 Rys. 1. Tablice Karnaugha dla funkcji o: a) n=2, b) n=3 i c) n=4 zmiennych. Do opisania adresu (nr wiersza i kolumny) kratek wykorzystywany jest kod Graya. Adres kratki wyznacza jednoznacznie wartości argumentów funkcji - wartość funkcji (tzn. 0 lub 1) odpowiadającą tym argumentom jest wpisywana we wnętrzu kratki. Na poniższym rysunku w tablicy Karnaugha dla funkcji 3 zmiennych ponumerowane zostały wszystkie kratki i tak np.: wartość funkcji dla argumentów a = 0, b = 0, c = 0 należy wpisać w kratkę ; dla a = 0, b = 1, c = 0 w kratkę a dla a = 1, b = 1, c = 0 w kratkę. 0 1 Rys. 2. Tablice Karnaugha z ponumerowanymi kratkami. Każda kratka tablicy odpowiada jednej kombinacji zmiennych wejściowych (jednemu pełnemu iloczynowi kanoniczej postaci dysjunkcyjnej lub jednej pełnej sumie kanonicznej postaci koniunkcyjnej). Podobnie jak w przypadku tablic prawdy: iloczyn pełny odpowiadający wybranej kratce budowany jest w postaci iloczynu argumentów funkcji (argument jest negowany jeżeli odpowiada sygnałowi o wartości 0), suma pełna odpowiadająca wybranej kratce budowana jest w postaci sumy argumentów funkcji (argument jest negowany jeżeli odpowiada sygnałowi o wartości 1). Wybrane kratki tablicy z rys. 2. odpowiadają następującym iloczynom pełnym: kratka iloczynowi: a, kratka iloczynowi: a, kratka iloczynowi a. Sumy pełne odpowiadające tym kratkom są równe odpowiednio: : a b c, : a b c, : a b c

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 2 Z tablicy Karnaugha podobnie jak z tabeli prawdy można odczytać kanoniczną postać dysjunkcyjną (w postaci sumy iloczynów pełnych tych kratek tablicy dla których wartość funkcji wynosi 1) i kanoniczną postać koniunkcyjną (w postaci iloczynu sum pełnych tych kratek tablicy dla których wartość funkcji wynosi 0). Tablica Karnaugha, dzięki swej budowie, pozwala również na zapis funkcji w uproszczonych postaciach odpowiednio: normalnej postaci dysjunkcyjnej i normalnej postaci koniunkcyjnej. Normalna postać dysjunkcyjna jest sumą iloczynów dowolnej liczby argumentów funkcji z negacjami lub bez. Można powiedzieć, że postać ta powstaje z kanonicznej postaci dysjunkcyjnej w wyniku zastosowania praw sklejania dla wybranych iloczynów pełnych. Normalna postać koniunkcyjna jest iloczynem sum dowolnej liczby argumentów funkcji z negacjami lub bez. Podobnie jak poprzednio, można powiedzieć, że postać ta powstaje z kanonicznej postaci koniunkcyjnej w wyniku zastosowania praw sklejania dla wybranych sum pełnych. Sąsiednie kratki tablicy Karnaugha odpowiadają wyrażeniom sąsiednim logicznie. Dwa wyrażenia boolowskie określone dla tych samych argumentów z negacjami lub bez, są wyrażeniami sąsiednimi logicznie jeśli różnią się postacią jednego argumentu. Dla wyrażenia w postaci iloczynu dwóch sąsiednich logicznie sum czy w postaci sumy dwóch sąsiednich logicznie iloczynów można stosować prawa sklejania, tzn. prawa: a ba b a, a b a b a. Sklejanie pozwala więc na pozbycie się argumentu którym dwa wyrażenia składowe się różnią. Kratki i leżą obok siebie. Iloczyny pełne a i a odpowiadające tym kratkom są sąsiednie logicznie (różnią się jedynie postacią argumentu a). Wyrażenie w postaci sumy takich dwóch iloczynów a a można zapisać w postaci iloczynu. Wyrażenie można odczytać wprost z tablicy Karnaugha odczytując adresy komórek (a = 0, b = 1, c = 0) i (a = 1, b = 1, c = 0). Adresy te różnią się tylko wartością argumentu a więc w wyniku sklejenia obydwu komórek adres ten zniknie. Adres grupy komórek wyznaczają tylko argumenty b i c. Skoro b = 1, c = 0, więc odpowiedni iloczyn (konstruowany w ten sam sposób w jaki konstruowane były iloczyny pełne) odpowiadający tej grupie wyniesie:. Podobnie, sumy pełne odpowiadające kratkom : a b c i a b c są sąsiednie logicznie. Wyrażenie w postaci iloczynu takich dwóch sum można zapisać w postaci sumy b c. Wyrażenie b c można odczytać odczytując adresy komórek (a = 0, b = 1, c = 0) i (a = 1, b = 1, c = 0). Adresy te różnią się tylko wartością argumentu a więc w wyniku sklejenia obydwu komórek adres ten zniknie. Adres grupy komórek wyznaczają tylko argumenty b i c. Skoro b = 1, c = 0, więc odpowiednia suma (konstruowana w ten sam sposób w jaki konstruowane były sumy pełne) odpowiadający tej grupie wyniesie: b c.

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 3 Sklejać można również większe grupy sąsiadujących ze sobą kratek. Wyrażenie w postaci sumy iloczynów pełnych z kratek,,,, tzn.: a a a a, można stosując najpierw prawo sklejania dla pierwszego i drugiego składnika oraz dla trzeciego i czwartego składnika (wyrażenia różnią się tylko postacią argumentu c) zapisać prościej jako: a b a b Obydwa składniki powyższej sumy różnią się tylko postacią argumentu a więc po zastosowaniu prawa sklejania wyrażenie można zapisać jako: Wyrażenie b można odczytać wprost z tablicy Karnaugha odczytując adresy komórek : a = 0, b = 1, c = 1; : a = 0, b = 1, c = 0; : a = 1, b = 1, c = 1; : a = 1, b = 1, c = 0; b. Adresy te różnią się wartościami argumentów a i c więc w wyniku sklejania komórek zostaną wyeliminowane. Adres grupy komórek wyznacza tylko argument b. Skoro b = 1, więc odpowiedni iloczyn (właściwie w tej sytuacji trudno mówić o iloczynie) konstruowany w ten sam sposób w jaki konstruowane były iloczyny pełne, odpowiadający tej grupie wyniesie: b.. Podobnie, sumy pełne odpowiadające kratkom,,, są sąsiednie logicznie. Wyrażenie w postaci iloczynu takich sum można zapisać w postaci: Po zastosowaniu sklejania otrzymuje się kolejno: a b ca b ca b c a b c a ba b b Wyrażenie b można odczytać odczytując adresy komórek,,, (patrz powyżej). Adres grupy komórek wyznacza tylko argument b. Skoro b = 1, więc odpowiednia suma (właściwie w tej sytuacji trudno mówić o sumie) konstruowana w ten sam sposób w jaki konstruowane były sumy pełne, odpowiadająca tej grupie wyniesie: b. Y1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 Kratki,,, sklejane byłyby w postaci sumy iloczynów, jeżeli tablica prawdy odpowiadałaby przedstawionej powyżej funkcji Y1. Zapis tej funkcji w postaci iloczynu sum wymagałby sklejenia kratek,, i. Sklejanie kratek,,, w postaci iloczynu sum odpowiada funkcji Y2 ( Y2 Y1 ). Stąd otrzymane w obydwu przypadkach wyrażenia, dla grupy komórek,,,, tzn. b i b są różne (jedno odpowiada funkcji Y1, drugie funkcji Y2 Y1 ). Y2 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 4 Zauważ, że sklejania nie można byłoby przeprowadzić gdyby wyrażenie odpowiadało sumie iloczynów z kratek,,. Po wykonaniu pierwszego sklejania wyrażenie można byłoby zapisać w postaci: a b a Powyższa postać nie pozwala już na zastosowanie prawa sklejania. Skleić można więc grupę dwóch sąsiadujących kratek po jej sklejeniu powstanie wyrażenie z którego zostanie wyeliminowany jeden z argumentów funkcji. Jeżeli obok tej grupy, znajdzie się grupa dwóch kratek, z której po sklejeniu powstanie wyrażenie, z którego zostanie wyeliminowany ten sam argument funkcji to sklejone grupy będzie można skleić jeszcze raz. Skleić można więc grupę zbudowaną z dwóch kratek, zbudowaną z czterech kratek (dwie sąsiadujące grupy dwukratkowe), zbudowaną z ośmiu kratek (dwie sąsiadujące grupy czterokratkowe),... Ogólnie, grupa sklejanych kratek musi się składać z 2 k kratek (k=1, 2,...). Na poniższych rysunkach przedstawione zostały przykładowe grupy kratek, które można skleić. a) b) c) 0 0 1 1 d) e) 0 1 Rys. 3. Tablice Karnaugha funkcji 3 zmiennych z przykładowymi grupami sklejanych kratek, grupy te w zależności od tego czy sklejane są iloczyny czy sumy, odpowiadają wyrażeniom: a) lub a b, b) lub b c, c) c lu, d) a lub a, e) lub a c a b Na rys. 3.e) sklejone zostały kratki i - odpowiadają one sąsiednim logicznie wyrażeniom: lub: a a a c, a b ca b c a c więc faktycznie mogą zostać sklejone tak jak to zostało pokazane na rysunku. Dla tablicy Karnaugha funkcji 3 zmiennych należy wyobrazić sobie, że sklejone są lewy i prawy brzeg tablicy wtedy widać, że kratki i leża obok siebie. Dla tablicy Karnaugha funkcji 4 zmiennych należy wyobrazić sobie dodatkowo, że sklejone są górny i dolny brzeg tablicy. Na następnej stronie pokazane zostały grupy kratek podlegające sklejaniu dla funkcji 4 zmiennych. 0 1 0 1 a c

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 5 a) b) c) g) 00 01 11 10 grupy w zależności od tego czy sklejano iloczyny czy sumy, odpowiadają wyrażeniom: a) lub, b) lub, c) lub, d) b lub b, e) lub, f) lub, g) 00 01 11 10 d) e) f) 00 00 01 01 11 11 10 10 00 01 11 10 a b d a b c b d lub b d c d b d 00 01 11 10 00 01 11 10 c d b c b c Rys. 4. Tablice Karnaugha funkcji 4 zmiennych z przykładowymi grupami sklejanych kratek. 2. Minimalizacja funkcji logicznych z wykorzystaniem tablic Karnaugha Omawiana w tym punkcie metoda prowadzi do wyznaczenia minimalnej normalnej postaci dysjunkcyjnej lub minimalnej normalnej postaci koniunkcyjnej. Minimalne postacie dysjunkcyjna i koniunkcyjna są wyrażeniami w postaci sumy iloczynów i iloczynu sum. Wyrażenia te zawierają możliwie najmniejszą liczbę składowych (tzn. minimalną liczbę iloczynów czy sum), przy czym dodatkowo, wyrażenia składowe zawierają najmniejszą możliwą liczbę argumentów. Metoda Karnaugha polega na: wyszukiwaniu i zaznaczeniu wśród niezaznaczonych jeszcze kratek tablicy samodzielnych grup jedynek (zer) obejmujących 2 k kratek (k =, 3, 2, 1, 0) jeżeli po wyodrębnieniu wszystkich samodzielnych grup pozostają jeszcze niezaznaczone jedynki (zera) to należy je połączyć z kratkami zaznaczonymi tak aby zaznaczona w ten sposób grupa reprezentowała iloczyn (sumę) o najmniejszej liczbie argumentów. Dodatkowo grupy jedynek (zer) należy wyodrębniać w taki sposób aby każda para sąsiednich kratek tablicy znajdowała się w tej samej wspólnej grupie takie podejście pozwala na eliminację niekorzystnego zjawiska jakim jest hazard. Jeżeli minimalizowana funkcja jest funkcją niezupełną to podczas sklejania stany nieokreślone (oznaczane w tablicy zwykle symbolami: lub ) można traktować jako 1 lub 0 tak by uzyskiwane grupy były jak największe. Dla określonej funkcji wybrany stan nieokreślony musi być jednak traktowany w ten sam sposób.

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 6 Przykład W poprzednim dodatku przedstawiony został przykład urządzenia sterującego dwiema zwrotnicami Z1 i Z2. Urządzenie kierowało detale do jednego z trzech pojemników biorąc pod uwagę wartości trzech cech (a, b, c) sortowanych detali. Poniżej przypomniana została tabela prawdy urządzenia i zbudowane na jej podstawie tablice Karnaugha dla funkcji Z1 i Z2. a Z1 Z2 0 0 0 1-0 0 1 1-0 1 0 1-0 1 1 0 0 1 0 0 1-1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 Z1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 Z2 0 - - 0-1 - 0 1 0 Minimalną normalną postać dysjunkcyjną można otrzymać sklejając grupy przedstawione na poniższym rysunku. Z1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 Funkcje Z1 i Z2 można na tej podstawie zapisać w postaci: Z a b a c, Z a, 1 (funkcja Z1 została skonstruowana kolejno z grup: czerwonej, zielonej i niebieskiej). 2 Z2 0 - - 0-1 - 0 1 0 Minimalną normalną postać koniunkcyjną, wykorzystując sposób sklejania przedstawiony na poniższym rysunku Z1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 Z2 0 - - 0-1 - 0 1 0 można natomiast zapisać jako: a cb ca b Z, Z a, 1 2 (funkcje Z1 i Z2 zostały skonstruowana kolejno z grup: czerwonej, zielonej i niebieskiej).

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 7 3. Eliminacja hazardu Hazard zjawisko polegające na tym, że poprawnie logicznie zaprojektowany układ może w pewnych warunkach na skutek niedokładności swoich elementów składowych działać nieprawidłowo. Nieprawidłowa praca układów kombinacyjnych polega na krótkotrwałym pojawieniu się na wyjściu układu błędnego sygnału. Źródła hazardu w układach stykowych zakłada się np. że zmiana stanu przekaźnika powoduje równoczesne przełączenie zestyków zwiernego i rozwiernego w praktyce przełączenie może nie być równoczesne, w układach bezstykowych sygnały wejściowe są przetwarzane równolegle, czas przejścia sygnału dla każdej ze ścieżek może być różny (czasy działania elementów przełączających oraz ich ilość mogą być różne) stąd sygnał na wyjściu nie zawsze musi odpowiadać aktualnym sygnałom wejściowym. Eliminacja hazardu Eliminacja hazardu polega na dołączaniu do układu dodatkowych elementów uniemożliwiających powstanie hazardu są to tzw. grupy antyhazardowe. W tablicy Karnaugha układu w którym występuje hazard znajdują się grupy, które nie są połączone z innymi grupami. Grupy jedynek (zer) należy wyodrębniać w taki sposób aby każda para sąsiednich kratek tablicy znajdowała się w tej samej wspólnej grupie. Przykład Załóżmy, że urządzenie sterujące powinno pracować zgodnie z przedstawioną poniżej tablicą Karnaugha: Z 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 Minimalną normalną postać dysjunkcyjną można otrzymać sklejając grupy przedstawione na poniższym rysunku: Z 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 czyli: Z a c.

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 8 Grupy czerwona i zielona sąsiadują ze sobą a nie są ze sobą połączone, w układzie występuje więc hazard. Efekty tego hazardu (w postaci krótkotrwałego błędnego sygnału na wyjściu) można zobaczyć analizując przepływ sygnałów na schemacie urządzenia. a 1 dla a=1, b=1 i c=1, na wyjściach bloków pojawią się sygnały: górny blok logiczne I : 1 dolny blok logiczne I : 0 blok >=1 logiczne LUB : 1 Blok realizuje logiczną negację dla a=1, b=1 i c=0, na wyjściach bramek pojawią się sygnały: górny blok logiczne I : 0 dolny blok logiczne I : 1 blok >=1 logiczne LUB : 1 Zgodnie z przedstawioną powyżej tablicą Karnaugha układ działa prawidłowo: w obydwu przypadkach na wyjściu układu pojawia się sygnał "1". Układ zbudowany jest z dwóch równoległych ścieżek przetwarzających sygnały a, b i c. Górna ścieżka z pomocą bloku logiczne I wyznacza wartość koniunkcji sygnałów a i c, dolna ścieżka przy pomocy bloku negacji logicznej i bloku logiczne I wyznacza wartość koniunkcji b i c. Czas przejścia sygnału przez dolną ścieżkę ze względu na dodatkowy blok negacji jest dłuższy. Rozważmy co się stanie jeżeli bezpośrednio po sygnałach a=1, b=1 i c=1 na wejściu układu pojawią się sygnały a=1, b=1 i c=0. Po zmianie wartości sygnałów wejściowych na wyjściu górnego bloku logiczne I pojawi się sygnał 0, ale ze względu na to że czas przejścia sygnału w dolnej ścieżce jest dłuższy - na wyjściu dolnego bloku logiczne I będzie jeszcze poprzednia wartość sygnału tzn.: 0. Na wyjściu układu pojawi się więc sygnał 0 zamiast prawidłowego 1. Taki stan nie utrzyma się długo, ponieważ na wyjściu dolnego bloku logiczne I pojawi się właściwy sygnał tzn. 1 i na wyjściu układu pojawi się prawidłowy sygnał 1. Rozważane sygnały a=1, b=1 i c=1 oraz a=1, b=1 i c=0 nie zostały wybrane przypadkowo. W tablicy Karnaugha odpowiadające im kratki sąsiadują ze sobą a zostały przypisane do dwóch różnych grup. Zjawisko hazardu ma miejsce jeżeli sąsiadujące w tablicy Karnaugha jedynki (lub zera) należą do różnych grup. Eliminacja hazardu polega na tworzeniu dodatkowych grup tak aby każda para sąsiadujących jedynek (lub zer) należała do wspólnej grupy. W rozważanym układzie trzeba utworzyć dodatkową grupę (na poniższym rysunku została zaznaczona kolorem niebieskim). Z 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1

DODATEK: FUNKCJE LOGICZNE CD. 9 Po wprowadzeniu nowej grupy funkcję można zapisać w minimalnej bezhazardowej postaci: Z a c ab. a 1 Jeżeli bezpośrednio po sygnałach a=1, b=1 i c=1 na wejściu układu pojawią się sygnały a=1, b=1 i c=0 to nowy blok logiczne I (na której wyjściu dla obydwu zestawu sygnałów pojawia się sygnał 1) zapobiegnie pojawieniu się krótkotrwałego, błędnego sygnału 0.