T. Łuba, B. Zbierzchowski „Układy logiczne”
Podręcznik WSISiZ, Warszawa 2002.
Można zakupić po najniższej cenie w księgarni Wyższej Szkoły Informatyki Stosowanej i Zarządzania
ul. Newelska 6 pok. 133 tel. 837-35-78 w. 368
Księgarnia czynna: pon.-czw. 9
30–17
30, sobota 9
30–14
30Spis treści i Przedmowa.
PRZEDMOWA ... 7
1. WSTĘP... 9
1.1. Rola i znaczenie syntezy logicznej... 9
1.2. Technologie mikroelektroniczne układów cyfrowych... 10
1.3. Programowalne moduły logiczne... 14
1.4. Zagadnienia związane z projektowaniem układów cyfrowych19 1.5. Charakterystyka zagadnień syntezy logicznej ... 22
1.6. Literatura ... 24
2. PODSTAWY MATEMATYCZNE... 29
2.1. Algebra Boole’a ... 29
2.2. Grafy i hipergrafy... 31
2.3. Kostki, systemy zbiorów i podziały... 41
2.4. Zadania ... 44
2.5. Literatura ... 45
3. UKŁADY KOMBINACYJNE... 47
3.1. Funkcje i wyrażenia boolowskie... 47
3.2. Minimalizacja wyrażeń i funkcji boolowskich... 57
3.3. Reprezentacje funkcji boolowskich ... 66
3.4. Komputerowe metody minimalizacji funkcji boolowskich.. 68
3.4.1. System Espresso ... 68
3.4.2. Ekspansja... 72
3.5. Redukcja argumentów i dekompozycja równoległa... 77
3.6. Układy wielopoziomowe ... 84
3.7. Zadania ... 99
3.8. Literatura ... 101
4. UKŁADY SEKWENCYJNE... 107
4.1. Pojęcia podstawowe... 107
4.2. Minimalizacja liczby stanów wewnętrznych... 109
4.3. Synchroniczne układy sekwencyjne... 118
4.4. Asynchroniczne układy sekwencyjne... 126
4.5. Optymalizacja układów sekwencyjnych ... 137
4.6. Zadania... 139
4.7. Literatura... 141
5. UKŁADY CYFROWE... 143
5.1. Informacje podstawowe... 143
5.2. Multipleksery i demultipleksery ... 148
5.3. Układy arytmetyczne ... 152
5.4. Rejestry i liczniki ... 154
5.5. Przykład syntezy ... 157
5.6. Układy mikroprogramowane... 163
5.6.1. Informacje podstawowe ... 163
5.6.2. Synteza układów sterujących ... 167
5.6.3. Dekodery mikrorozkazów... 175
5.7. Zadania... 178
Pobrano z http://repo.pw.edu.pl / Downloaded from Repository of Warsaw University of Technology 2022-04-03
5.8. Literatura... 179
6. JĘZYKI OPISU SPRZĘTU... 181
6.1. Informacje ogólne ... 181
6.2. Elementy strukturalne języka specyfikacji ... 183
6.3. Specyfikacja układów kombinacyjnych ... 187
6.4. Specyfikacja układów sekwencyjnych ... 189
6.5. Język AHDL ... 194
6.5.1. Struktura projektu w AHDL ... 194
6.5.2. Podstawowe reguły i konstrukcje języka AHDL... 196
6.5.3 Zasady specyfikacji w języku AHDL... 201
6.6. Literatura... 209
7. METODY SYNTEZY LOGICZNEJ W ZADANIACH ANALIZY DANYCH I POZYSKIWANIA WIEDZY...212
7.1. Wstęp... 212
7.2. Podstawowe oznaczenia z zakresu systemów informacyjnych... 212
7.3. Generacja reguł decyzyjnych... 216
7.4. Zadania... 220
7.5. Literatura... 221
PRZEDMOWA
Synteza układów logicznych jest gałęzią wiedzy, która w ostatnich latach rozwijała się niezwykle intensywnie. Jej zastosowania szybko przekroczyły granice tradycyjnej dziedziny układów cyfrowych, dochodząc do obszarów wiedzy zaliczanej do szeroko rozumianych technik informacyjnych i sztucznej inteligencji (systemy ekspertowe, eksploracja i pozyskiwanie wiedzy, komputerowe uczenie się, rozpoznawanie obrazów, obliczenia rekonfigurowalne i molekularne). Przede wszystkim jednak rozwój nowoczesnej syntezy logicznej był stymulowany zapotrzebowaniem wielkich koncernów przemysłu komputerowego i elektronicznego, jak też błyskawicznie rozwijającymi się w ostatnich latach firmami produkującymi układy scalone ASIC oraz komputerowe narzędzia do ich projektowania.
W szczególności zapotrzebowanie na komputerowe narzędzia projektowania oraz coraz trudniejsze wyzwania stawiane przez technologie układów scalonych stały się najważniejszym czynnikiem rozwoju nowoczesnej syntezy logicznej. Dla wielu nowoczesnych technologii znaczący wpływ na ostateczną realizację ma etap syntezy logicznej. Okazało się to bardzo istotne w technologii układów programowalnych przez użytkownika, jakkolwiek szereg zadań techniki Full Custom i Semi Custom również charakteryzuje się dużą podatnością na „transformacje logiczne”.
O wadze problemu świadczy fakt finansowania prac nad algorytmami optymalizacji układów logicznych przez takie koncerny i instytucje, jak IBM, AT&T, a także organizowanie corocznych, międzynarodowych konferencji poświęconych syntezie logicznej, na których to konferencjach najważniejszymi zagadnieniami omawianymi w ostatnich latach (w ogromnej liczbie publikacji) były między innymi problemy, takie jak: synteza dwupoziomowa (two-level synthesis), synteza wielopoziomowa (multi-level synthesis), minimalizacja symboliczna, dekompozycja matryc PLA oraz dekompozycja funkcjonalna jak też wiele innych, istotnych zagadnień, których skromną reprezentację stanowią listy publikacji zamieszczone przy poszczególnych rozdziałach książki.
Powszechna cyfryzacja techniki powoduje, że układy logiczne stają się podstawą wykształcenia współczesnego inżyniera. Wiedza o nich może stać się czynnikiem podwyższającym kwalifikacje a zatem jego atrakcyjność na rynku pracy.
Pobrano z http://repo.pw.edu.pl / Downloaded from Repository of Warsaw University of Technology 2022-04-03
Książka powstała na podstawie doświadczeń zdobytych przez autorów przy prowadzeniu wykładów i ćwiczeń z układów logicznych na Wydziale Informatyki w Wyższej Szkole Informatyki Stosowanej i Zarządzania oraz na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Znakomita jej część jest wynikiem doświadczeń, zdobytych przez autorów i ich współpracowników w ramach prac naukowo- badawczych (w tym Grantów KBN), niejednokrotnie prowadzonych we współpracy z naukowymi ośrodkami zagranicznymi.
Jest miłym obowiązkiem autorów wyrażenie podziękowań tym wszystkim, którzy pomogli przy powstaniu książki zarówno od strony organizacyjnej, jak i od strony merytorycznej i dydaktycznej. Stąd serdeczne podziękowania dla Pana prof. dr hab. Zbigniewa Nahorskiego z Instytutu Badań Systemowych Polskiej Akademii Nauk za stworzenie doskonałych warunków do pracy dydaktycznej w Wyższej Szkole Informatyki Stosowanej i Zarządzania oraz naszym koleżankom i kolegom z Instytutu Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej: dr Mirosławie Nowickiej, dr. Piotrowi Sapiesze, dr. inż. Mariuszowi Rawskiemu, dr. inż. Pawłowi Tomaszewiczowi oraz mgr. inż. Piotrowi Godlewskiemu za wiele cennych uwag dotyczących materiału prezentowanego w książce.
Autorzy zachęcają Studentów do korzystania z materiałów pomocniczych do wykładu i ćwiczeń umieszczonych na stronie internetowej
http://www.zpt.tele.pw.edu.pl
(w katalogu: WYKŁADY/Plansze i materiały pomocnicze do wykładów).
Tadeusz Łuba, Bogdan Zbierzchowski
Warszawa, maj 2002 r.
