 |
Этап 7. Функциональная схема (структура).
|
|
|
|
Строится по МДНФ с указанием на чертеже с помощью УГО (условного графического обозначения) вентилей НЕ, И, ИЛИ и электрических соединений их выходов и входов.
Замечание. Последовательность выполнения операций: если есть скобки – операции в скобках, затем НЕ, И, ИЛИ. МДНФ – не «скобочная» форма (скобок нет, это логическая сумма «укороченных», в общем случае, произведений входных переменных).
Напоминание. Согласно ЕСКД (единой системе конструкторской документации) распространение информации на чертеже от Входа к Выходу (а также нумерация всех компонентов принципиальной схемы) осуществляется с левого верхнего угла «направо вниз». Поэтому топология микросхем ПЛМ (программируемых логических матриц, см. ПЛИС) дизъюнктивного типа выглядит следующим образом: слева столбец вентилей НЕ, в центре столбец вентилей И и справа столбец вентилей ИЛИ, а ПЛМ конъюнктивного типа: столбец вентилей НЕ, в центре столбец вентилей ИЛИ и справа столбец вентилей И.
Напоминание. СКНФ – «скобочная» форма, это логическое произведение логических сумм.
Замечание. Этапы с 5-го по 7-й называются структурным синтезом. Результатом его является функциональная схема на НЕ, И, ИЛИ вентилях. Эти этапы формализованы, например, имеется пакет Multisim.
Этап 8. Принципиальная схема
В функциональной схеме использованы виртуальные НЕ, И, ИЛИ вентили. Для реализации алгоритма необходимо использовать реальные (выпускаемые промышленностью) компоненты (говорят, комплектующие: микросхемы, транзисторы, диоды, конденсаторы, индуктивности, резисторы и установочные узлы, позволяющие укреплять компоненты на плате).
Поэтому встает задача: выразить МДНФ через операции реальных вентилей конкретной (выбранной) серии микросхем.
|
|
|
Каждая серия характеризуется базовым элементом – электронным транзисторным усилителем, который оптимально моделирует логические операции (в ключевом режиме работы транзистора-ключа).
Например, серия интегральных микросхем (ИМС) КР 1533 с малой степенью интеграции (с числом транзисторов на кристалле размером 2 мм 
2 мм – до 100) базовым элементом имеет элемент логики Шеффера И – НЕ. Это один из двух минимальных базисов (второй – ИЛИ – НЕ, элемент логики Пирса). Используя (любой) базис можно выразить любую логическую задачу (функцию, зависимость).
С технологической точки зрения минимальный базис очень удобен, т.к. нужен всего один фотошаблон (для усилителя И – НЕ) топологии вентиля И – НЕ (а не три – для НЕ, И, ИЛИ, как в логике Буля), что уменьшает выход бракованных ИМС.
В данной разработке выбрана эта серия ИМС, поэтому на этом этапе выполняется преобразование МДНФ в И–НЕ форму.
Таким образом, «принципиальность» принципиальной схемы в том, что ее можно изготовить (спаять), т.к. она содержит реальные компоненты и все
электрические соединения «разведены» в соответствии с «цоколевкой» (распределением электродов компонентов по контактам корпусов компонентов, нумерованных относительно «ключа»).
Замечания.
1. По принципиальной схеме находится общий ток потребления (на каждый корпус ИМС изготовитель указывает максимальный ток потребления).
2. По принципиальной схеме определяется задержка выходного сигнала относительно входного (на каждый вентиль в ИМС изготовитель указывает время задержки выхода относительно входа). Это позволяет определить быстродействие схемы: теоретически максимальную частоту 
и рабочую 
.
Этап 9. Спецификация
По принципиальной схеме составляется спецификация – таблица, содержащая все компоненты принципиальной схемы. Используется для комплектации (закупки).
|
|
|
Этап 10. Таблица электрических соединений
По принципиальной схеме составляется таблица соединений – перечень всех электрических цепей, обеспечивающих электрические соединения контактов компонентов.
Используется для «разводки» электрических соединений на печатной плате.
|
|
|
