к — число выборочных значений, превысивших заданный порог, т. е. анализируемые случайные величины принимают только два значения — 0 или 1). В этом случае символы 0 и 1 являются числами 0 и 1, поэтому такие КС могут быть реализованы с помощью двоичных сумматоров. Так как все входные переменные имеют одинаковый вес — 1, то для их сложения с целью последующего сравнения с порогом к требуются одноразрядные двоичные сумматоры.
При реализации пороговых схем в МНФ в базисе И-НЕ потребовалось бы в первом ярусе
так как наименьшее число сочетаний входных сигналов, сумма которых достигает или превышает порог к, равно
Второй
состоит из одного ЛЭ И-НЕ с числом входов
Пусть требуется синтезировать пороговую схему, задаваемую параметрами
При реализации данной пороговой схемы в МНФ в базисе И-НЕ потребовалось бы
Такой способ реализации неудовлетворителен.
На рис. 6.124,а изображена эта же пороговая схема, реализованная на двоичных сумматорах 555ИМ5, 155ИМ2 и 555ИМ6. Все входные сигналы
имеют вес
поэтому они подаются на входы сумматоров, имеющих вес 1. Выходные сигналы сумматоров подключаются ко входам других сумматоров с учетом их весов 2. На вход 4-разрядного сумматора с весом 2 подана константа 1 для смещения порога к до уровня
Тогда
сигнал, равный 1, будет появляться на выходе 4-разрядного сумматора с весом 8. На рис. 6.124,а символами О и 1 показано прохождение некоторой комбинации значений сигналов
через все сумматоры. Рассмотренная пороговая схема может быть построена и на трех 4-разрядных сумматорах
один из которых включается по схеме двух одноразрядных сумматоров (см. рис. 6.103,а).
Мажоритарным элементом (МЭ) называется пороговая схема с нечетным числом входов
выходной сигнал которой равен 1 только при поступлении на ее входы не менее
входных сигналов
равных 1. Для реализации
-входового МЭ в МНФ в базисе И-НЕ потребовалось бы
один из которых должен иметь 1716 входов.
На рис. 6.124, б приведена схема
-входового МЭ, выполненная на четырех одноразрядных
двух
-разрядных
и одном 4-разрядном
двоичных сумматорах. На один из входов 4-разрядного сумматора
имеющих вес, равный 1, подана константа 1. Тем самым порог
смещается
Рис. 6.124
до значения
Выходной сигнал с весом 8 сумматора
будет равен 1, если 7 или большее число входных сигналов
примут значение 1.
В интегральном исполнении выпускаются мажоритарные элементы (Majority Logic Gate), имеющие
и
и
входов. Функция, выполняемая
-входовым МЭ, совпадает с функцией переноса одноразрядного сумматора:
где
входные сигналы. Синтез МЭ, имеющих 5, 7 и 9 входов, на
-входовых МЭ былрассмотрен в § 1.13, а функция, выполняемая
-входовым МЭ, представлена в .табл. 1.6. Функционирование
-входового
(рис. 6.125) описывается выражением:
где Р (Polarity) - сигнал инвертирования функции выхода МЭ.
Из соотношения (6.59) при подстановке определенных значений некоторых сигналов следует, что
-входовой МЭ может использоваться для выполнения различных переключательных
Рис. 6.125
Рис. 6.126
функций:
- 3-входовой МЭ, с возможностью инвертирования функции выхода
- 4-входовая пороговая схема с порогом
и неравными весами входов (вход h имеет вес вдвое больший, чем остальные входы) с возможностью инвертирования функции выхода.
На мажоритарных элементах можно построить асинхронные потенциальные триггеры, если ввести обратную связь с выхода на один или два входа МЭ, так как это было сделано в § 6.4 при синтезе триггеров на мультиплексорах. На рис. 6.126,а показан асинхронный потенциальный триггер, описываемый функцией переходов
где
- сигнал установки триггера в состояние
сигнал установки триггера в состояние
При одновременном изменении нескольких входных сигналов могут возникнуть состязания (см. § 2.2), приводящие к неправильному срабатыванию триггера. Полученный
-триггер отличается от
-триггеров, рассмотренных в § 3.3, тем, что условие
выполняется автоматически при любых значениях входных сигналов
На рис. 6.126,6 изображен асинхронный потенциальный
-триггер, описываемый функцией переходов
где
сигнал установки состояния триггера
сигнал установки состояния
Функции возбуждения триггера могут быть найдены методом, изложенным в § 1-6: