HAZARDY V LOGICKÝCH SYSTÉMECH

Podobné dokumenty
P4 LOGICKÉ OBVODY. I. Kombinační Logické obvody

2. LOGICKÉ OBVODY. Kombinační logické obvody

Návrh synchronního čítače

Logické obvody 10. Neúplné čítače Asynchronní čítače Hazardy v kombinačních obvodech Metastabilita Logické obvody - 10 hazardy 1

Booleova algebra. ZákonyBooleovy algebry Vyjádření logických funkcí

Sekvenční logické obvody

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

12. Booleova algebra, logická funkce určitá a neurčitá, realizace logických funkcí, binární kódy pro algebraické operace.

LOGICKÉ OBVODY 2 kombinační obvody, minimalizace

3. Sekvenční logické obvody

Konečný automat. Studium chování dynam. Systémů s diskrétním parametrem číslic. Počítae, nervové sys, jazyky...

Základy číslicové techniky z, zk

Y36SAP Y36SAP-2. Logické obvody kombinační Formy popisu Příklad návrhu Sčítačka Kubátová Y36SAP-Logické obvody 1.

Logické systémy a jejich návrh

Neuronové sítě Minimalizace disjunktivní normální formy

1. 5. Minimalizace logické funkce a implementace do cílového programovatelného obvodu CPLD

Úloha 9. Stavové automaty: grafická a textová forma stavového diagramu, příklad: detektory posloupností bitů.

Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 4

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Y36SAP 2007 Y36SAP-4. Logické obvody kombinační a sekvenční používané v číslicovém počítači Sčítačka, půlsčítačka, registr, čítač

U Úvod do modelování a simulace systémů

5. Sekvenční logické obvody

Návrh čítače jako automatu

Algoritmizace diskrétních. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

DIGITÁLN LNÍ OBVODY A MIKROPROCESORY 1. ZÁKLADNÍ POJMY DIGITÁLNÍ TECHNIKY

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII KOMBINAČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Základy číslicové techniky z, zk

Úplný systém m logických spojek. 3.přednáška

4. Elektronické logické členy. Elektronické obvody pro logické členy

Logické proměnné a logické funkce

Velmi zjednodušený úvod

Projekt Pospolu. Sekvenční logické obvody Klopné obvody. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Ulrych.

KZPE semestrální projekt Zadání č. 1

Základy logického řízení

Booleovská algebra. Booleovské binární a unární funkce. Základní zákony.

III. Diferenciál funkce a tečná rovina 8. Diferenciál funkce. Přírůstek funkce. a = (x 0, y 0 ), h = (h 1, h 2 ).

Základy logického řízení

Způsoby realizace této funkce:

MODERNIZACE VÝUKY PŘEDMĚTU ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Teorie množin. Čekají nás základní množinové operace kartézské součiny, relace zobrazení, operace. Teoretické základy informatiky.

Projekty - Úvod do funkcionální analýzy

Architektura počítačů Logické obvody

KOMBINAČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Základy teorie funkcí více proměnných. študenti MFF 15. augusta 2008

Matematika NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY ZADÁNÍ NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

Kapitola Základní množinové pojmy Princip rovnosti. Dvě množiny S a T jsou si rovny (píšeme S = T ) prvek T je také prvkem S.

Vektory a matice. Obsah. Aplikovaná matematika I. Carl Friedrich Gauss. Základní pojmy a operace

Logické operace. Datový typ bool. Relační operátory. Logické operátory. IAJCE Přednáška č. 3. může nabýt hodnot: o true o false

Metoda Monte Carlo a její aplikace v problematice oceňování technologií. Manuál k programu

Disjunktivní a konjunktivní lní tvar formule. 2.přednáška

11MAMY LS 2017/2018. Úvod do Matlabu. 21. února Skupina 01. reseni2.m a tak dále + M souborem zadané funkce z příkladu 3 + souborem skupina.

Technická kybernetika. Obsah. Klopné obvody: Použití klopných obvodů. Sekvenční funkční diagramy. Programovatelné logické automaty.


Úvod do modelování a simulace. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

Permutační grupy Cykly a transpozice Aplikace. Permutace. Rostislav Horčík: Y01DMA 11. května 2010: Permutace 1/17

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Představení diagnostiky počítačů

Logika. 2. Výroková logika. RNDr. Luděk Cienciala, Ph. D.

Číselné vyjádření hodnoty. Kolik váží hrouda zlata?

2.7 Binární sčítačka Úkol měření:

Databázové systémy Tomáš Skopal

Architektura počítačů Logické obvody

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

PSK1-9. Číslicové zpracování signálů. Číslicový signál

1 Funkce dvou a tří proměnných

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Příklady použití tenkých vrstev Jaromír Křepelka

Chyby měření 210DPSM

Logické obvody. Přednáška 6. Prof. RNDr. Peter Mikulecký, PhD.

3. REALIZACE KOMBINAČNÍCH LOGICKÝCH FUNKCÍ

Návrh asynchronního automatu

Algebra blokových schémat Osnova kurzu

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

průniku podmnožin, spojení je rovno sjednocení podmnožin a komplement je doplněk Obr. 5: Booleovy algebry

5. cvičení z Matematiky 2

Logické řízení. Náplň výuky

Testování a spolehlivost. 3. Laboratoř Program Atalanta, BIST, testování sekvenčních obvodů

UDBS Cvičení 10 Funkční závislosti

1 Báze a dimenze vektorového prostoru 1

KOMBINAČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Zásady regulace - proudová, rychlostní, polohová smyčka

ASYNCHRONNÍ ČÍTAČE Použité zdroje:

Funkce dvou a více proměnných

Digitální obvody. Doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Digitální obvody. Doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D.

Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 3

Výběrové charakteristiky a jejich rozdělení

Vlastnosti členů regulačních obvodů Osnova kurzu

Karnaughovy mapy. Pravdivostní tabulka pro tři vstupní proměnné by mohla vypadat například takto:

Úvod do lineární algebry

B A B A B A B A A B A B B

Úvod do zpracování signálů

5. Lokální, vázané a globální extrémy

6 Algebra blokových schémat

Obsah. Vymezení použitých pojmů

Analýza napjatosti PLASTICITA

n = 2 Sdružená distribuční funkce (joint d.f.) n. vektoru F (x, y) = P (X x, Y y)

Úvod do elektrotechniky

Obsah DÍL 1. Předmluva 11

Transkript:

HAZARDY V LOGICKÝCH SYSTÉMECH 1. FUNKČNÍ HAZARD : Při změně vstupního stavu vstupních proměnných, kdy se bude měnit více jak jedna proměnná - v reálné praxi však současná změna nenastává a ke změnám hodnot vstupních proměnných dochází posloupně. Příklad : Je dána logická funkce F(a, b, c, d) = Σ(0, 4, 5, 6, 8, 10, 11, 14) + + Σ x (1, 3, 13) Uvažujme následující změnu vstupního stavu (vektoru) : d c b a d c b a při které má být zachován výstupní stav 1 Nyní závisí výsledek na sledu změn vstupních proměnných : a) pořadí změn bude : b a c d, pak F bude : 10101 b) pořadí změn bude : c d b a, pak F bude : 10011 c) pořadí změn bude : a c d b, pak F bude : 11111 - bez hazardu!! Odstraňování funkčních hazardů: Nejefektivnější je použití filtrů!!

2. LOGICKÉ HAZARDY 2.1 STATICKÝ HAZARD D: Jestliže pro dva sousední vstupní stavy (vektory) má být hodnota výstupní proměnné 1 nebo 0, a jestliže existuje přechodný stav, během něhož se na výstupu objeví na krátkou dobu rozdílné hodnoty 0 nebo 1, pak hovoříme, že vznikl statický hazard v jedničce resp. v nule. Statický hazard je způsobován časovým rozdílem průchodu signálu od vstupů k výstupním proměnným, tzn. projeví se reálné chování logických členů ( a je použita negace vstupní proměnné ). Pro zjištění podmínky vzniku použijme Shannonovy věty o rozkladu pro proměnnou x 1 y = F(x 1, x 2,., x n ) = F( x 1, X ) X je vstupní vektor bez x 1 { x 2, x 3,, x n } tedy : y = x 1. F(1, X ) + x 1.F(0, X ) resp. : y = [ x 1 + F(0, X )].[ x 1 + F(1, X )] 2.1 a) Statický hazard v jedničce - má být zachovaná jedničková hodnota na výstupu Tedy : F(1, X ) = 1, F(0, X ) = 1 Pak y = x 1 + x 1 a podmínka vzniku statického hazardu v jedničce je x 1 + x 1 = 0 Pozor, zákon vyloučeného třetího 2.1 b) Statický hazard v nule - má být zachována nulová hodnota na výstupu Tedy : F(0, X ) = 0, F(1, X ) = 0 Pak : y = x 1. x 1 a podmínka vzniku statického hazardu v nule je x 1. x 1 = 1 Pozor, zákon vyloučeného třetího

Podmínky vzniku statických hazardů v časových diagramech a) b) Vyšetřování hazardů : 1) pomocí zobrazení funkce do mapy 2) pomocí časových diagramů 3) u rozsáhlejších logických systémů jedině simulací, tj, pomocí vhodného simulačního systému na počítači (ku příkladu OrCAD) Odstraňování statických hazardů : 1) doplnění zpožďovacího členu do kratší větve - méně vhodné! 2) přidáním dalšího implikantu, který pokryje sousední jedničkové stavy. Potom již není funkce minimální!

PŘÍKLAD: Mějme zadanou následující logickou funkci se 4 vstupními proměnnými: Minimální normální disjunktní forma(mndf) : F(a, b, c, d) = a d + a d + a bc Úprava pro realizaci s logickými členy NAND : F(a, b, c, d) = a d. ad. abc

Kontrola statického hazardu v časovém diagramu Odstranění statického hazardu v jedničce -- nejlépe redundantním přímým implikantem F (a, b, c, d) = a d + a d + a bc + bc d úprava schematu 2.2 DYNAMICKÝ HAZARD D : Kombinační systém může vykazovat dynamický hazard, jestliže pro dva sousední stavy resp. dvě sousední vstupní písmena, pro která má výstupní funkce přejít z hodnoty logické nuly ( 0 ) na hodnotu logické jedničky nebo obráceně, existuje přechodný stav, během něhož se na výstupu objeví na výstupu posloupnost změn výstupních hodnot 0 1 0 1 resp. 1 0 1 0.

Znázornění časovým diagramem: F 0 1 0 1 F 1 0 1 0 t a b c d KLS F t Vyšetřování dynamického hazardu nelze použít zobrazení v mapě ani jiný způsob jako u statického hazardu je třeba použít intuice a časových diagramů velmi často pomůže nejdříve vyhledání lokálního statického hazardu, který když odstraníme, odstraní se i dynamický hazard. Statický hazard a hlavně lokální statický hazard podmiňuje vznik dynamického hazardu. Příklad na dynamický hazard : Mějme zadanou následující logickou funkci F(a 1, a 2, a 3, a 4 ) = Σ(0, 1, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 15). Realizaci je třeba provést pomocí dvouvstupových NANDů a invertorů. Pokud existuji statické hazardy, je třeba nejdříve tyto odstranit. Při existenci dynamického hazardu navrhněte jeho nejvýhodnější odstranění. ŘEŠENÍ : Zobrazení funkce F v mapě a její minimalizace:

F(a 1, a 2, a 3, a 4 ) = a 2a3 + a 3 a 4 + a 1 a 2 a 3 = = a 3 a 4 + (a1 a 2 + a3)(a 2 + a3) Po odstranění statického hazardu : F(a 1, a 2, a 3, a 4 ) = a 2a3 + a 3 a 4 + a 1 a 2 a 3 + a 2a4= a 3 a 4 + a 2a4+ (a1 a 2 + a3)(a 2 + a3) Úprava funkce pro realizaci s členy NAND - Rottovou mřížkou, resp.de Morganovým zákonem F(a 1, a 2, a 3, a 4 ) = a 3a4 a 2a 3 a 3 a1a 2 Schéma zapojení:

Kontrola dynamického hazardu v časovém diagramu: Uvažujeme stejná zpoždění τ pro všechny typy logických členů