Внимание!!!

Конечной задачей является оптимизация не уравнений, а самой принципиальной схемы. Схема должна содержать минимально возможное количество корпусов ИМС. Оптимизация "по корпусам" должна проводиться даже, если полученная схема отвечает дополнительным техническим условиям задания. Некоторые шаги оптимизации могут быть проведены уже на этапе создания выходной схемы. как уже указывалось выше, ИМС 1533ЛП5 содержит четыре независимых элемента XOR. Все операции XOR используются только в выходной схеме, т.к. переменные Z образуются из исходных переменных с помощью базовых логических операций. Оставшиеся "лишние" элементы XOR нигде по прямому назначению использованы быть не могут, но свой вклад в общее потребление мощности внесут, такой же, как и остальные. Поэтому, если есть возможность, следует использовать оставшиеся элементы XOR, как обычные инверторы. Элемент XOR превращается в инвертор, если на один его вход подать постоянный уровень логической "1". Действительно, если в выражении положить, например B = "1", то оно превратится в .

На слайде 6 показан элементарный прием такой замены. Информация на слайдах 7,8 не нуждается в подробном объяснении. Это входная схема полученная простейшими логическими операциями и ее компоновка с выходной схемой.

Внимание!!!

При выполнении чертежей принципиальных схем цифровых устройств широко используется изображение т.н. шин – им соответствуют жирные линии на слайдах 7,8. При оформлении работы в чертежах нужно обязательно использовать шины, а не соединения типа "каждый с каждым"!!!

В принципе слайд 8 содержит уже готовую схему, на которой остается только проставить №№ выводов и принадлежность каждого элемента к определенному корпусу ИМС. Не исключено даже, что первая же попытка приведет к попаданию основных параметров схемы в рамки технических условий по значениям t_ЗАД. и Р_ПОТР. Однако схема имеет возможности дальнейшей оптимизации с целью сокращения числа корпусов. Кроме того, останется еще задача выбора выходных элементов в требуемом исполнении – открытый коллектор, Z-состояние, мощный выход. Для целого ряда элементов существуют различные исполнения выхода при одинаковой логической функции. Например:

1533ЛИ1 – четыре элемента 2И,

1533ЛИ2 – четыре элемента 2И с открытым коллекторным выходом.

Но в каждом конкретном случае задача может не иметь такого простого решения из-за отсутствия требуемых элементов в номенклатуре выпускаемых изделий. Например, для схем 2ИЛИ вариант с открытым коллектором отсутствует, а у элементов XOR вообще нет никаких альтернативных вариантов кроме обычного выхода.

Наиболее универсальное решение – полная буферизация выходов. Это означает, что к выходам схемы на слайде 8 просто добавляются элементы с нужной схемотехникой выхода – открытый коллектор, Z-состояние, мощный выход. Такое решение задачи в наибольшей степени соответствует реальному подходу при проектировании цифровых устройств, однако могут возникнуть проблемы, которые лучше решить заранее.

Если по условиям требуется наличие выхода с тремя состояниями, буферизация потребуется для всех выходов. Буферные элементы могут являться инверторами, т.е. их установка приведет к неправильным выражениям для выходных функций. Поэтому может оказаться, что основную схему надо строить не для функций Y1 ÷ Y4, а для их инверсных выражений , которые после буферных инверторов примут нормальный вид.

Вопросы, связанные с окончательной оптимизацией схемы по корпусам и приведением ее в соответствие с техническими условиями по ряду параметров, рассмотрены в следующих разделах ч.1.