Логические схемы онлайн: Схема логических элементов онлайн

Логические схемы — презентация онлайн

1. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Тихомиров
Александр Николаевич
учитель информатики
гимназия № 528
Санкт-Петербург

2. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Алгебра логики лежит в основе
анализа и проектирования
логических схем.
Логические схемы состоят из
логических элементов,
осуществляющих
логические операции.

3. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Проектирование логических схем –
это реализация
заданных логических функций с
помощью логических элементов.
Анализ логических схем выяснение того, какие логические
сигналы появятся на выходе схемы
после подачи определенных
входных сигналов.

4. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Логические элементы реализуют
логические функции.
A
A
&
A
f (A,B)
1
f (A,B)
B
B
f (A,B) = A * B
f (A,B) = A + B
f (A)
A
f (A)
A
f (A,B)
B
f (A) = A
f (A,B) = A B

5. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Логические схемы реализуют логические
выражения.
Дана логическая функция
от логических переменных X,Y,Z:
f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
Построить логическую схему (диаграмму),
реализующую данную логическую функцию.

6. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

7. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
&

8. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
&
X
Z

9. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
&
Y
1
X
Z
Z

10. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
Y
&
1
X
Z
Z

11. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

12. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

13.

ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫf (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

14. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

15. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

16. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
Инверсия
значения
элемента
X
&
Инверсия
значения
функции
Y
&
Y
1
X
Z
Инверсия
значения
функции
Z
f (X,Y,Z)

17. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Анализ логических схем — выяснение того, какие логические сигналы
появятся на выходе схемы после подачи определенных входных сигналов.
f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

18.

ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫНайти значение f (X,Y,Z) при X=1, Y=0, Z=1.
f (X,Y,Z) = ( (X * Y) (Y + Z) ) * (X Z)
X
&
Y
&
Y
Z
1
X
Z
f (X,Y,Z)

19. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Найти значение f (X,Y,Z) при X=1, Y=0, Z=1.
f (X,Y,Z) = ( (1 * 0) (0 + 1) ) * (1 1)
1
&
0
&
0
1
1
1
1
f (X,Y,Z)

20. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Найти значение f (X,Y,Z) при X=1, Y=0, Z=1.
f (X,Y,Z) = ( (1 * 0) (0 + 1) ) * (1 1)
1
&
1
1
0
1
&
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
f (X,Y,Z)

21. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Дана логическая схема (диаграмма).
X
Y
&
&
f (X,Y,Z)
Z
Z
Y
1
X
Построить логическую функцию f (X,Y,Z),
реализованную данной логической схемой.

22. ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

X
Y
&
&
f (X,Y,Z)
Z
Z
Y
1
X
f (X,Y,Z) = ( ( ( X Y ) * Z ) * ( Z + Y ) ) X

23.

ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫДана логическая схема (диаграмма).
1
1
1
0
&
0
1
&
0
0
0
1
1
1
0
1
1
f (X,Y,Z)
0
X
Построить логическую функцию f (X,Y,Z),
реализованную данной логической схемой.

Логическая оптимизация многоуровневых представлений систем булевых функций на основе блочного разбиения и разложения Шеннона | Бибило

1. Брейтон, Р. К. Синтез многоуровневых комбинационных логических схем / Р. К. Брейтон, Г. Д. Хэчтел, А. Л. Санджованни-Винчентелли // ТИИЭР. – 1990. – Т. 78, № 2. – С. 38–83.

2. Поляков, А. К. Языки VHDL и VERILOG в проектировании цифровой аппаратуры / А. К. Поляков. – М. : СОЛОН-Пресс, 2003. – 320 с.

3. Закревский, А. Д. Логические основы проектирования дискретных устройств / А. Д. Закревский, Ю. В. Поттосин, Л. Д. Черемисинова. – М. : Физматлит, 2007. – 592 с.

4. Закревский, А. Д. Логический синтез каскадных схем / А. Д. Закревский. – М. : Наука, 1981. – 416 c.

5. Sasao, T. FPGA design by generalized functional decomposition / T. Sasao // Representations of Discrete Functions ; ed. by T. Sasao, M. Fujita. – Kluwer Academic Publishers, 1996. – P. 233–258.

6. Scholl, C. Functional Decomposition with Applications to FPGA Synthesis / C. Scholl. – Kluwer Academic Publishers, 2001. – 288 p.

7. Бибило, П. Н. Применение диаграмм двоичного выбора при синтезе логических схем / П. Н. Бибило. – Минск : Беларус. навука, 2014. – 231 с.

8. Bryant, R. E. Graph-based algorithms for Boolean function manipulation / R. E. Bryant // IEEE Transactions on Computers. – 1986. – Vol. 35, no. 8. – P. 677–691.

9. Bryant, R. E. Ordered binary decision diagrams / R. E. Bryant, C. Meinel // Logic Synthesis and Verification ; ed. by S. Hassoun, T. Sasao, R. K. Brayton. – Kluwer Academic Publishers, 2002. – P. 285–307.

10. Meinel, C. Algorithms and Data Structures in VLSI Design: OBDD – Foundations and Applications / C. Meinel, T. Theobald. – Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 1998. – 267 p.

11. Amaru, L. G. New Data Structures and Algorithms for Logic Synthesis and Verification / L. G. Amaru. – Springer, 2017. – 156 p.

12. Валидация на системном уровне. Высокоуровневое моделирование и управление тестированием / М. Чэнь [и др.]. – М. : Техносфера, 2014. – 296 с.

13. Бибило, П. Н. Использование полиномов Жегалкина при минимизации многоуровневых представлений систем булевых функций на основе разложения Шеннона / П. Н. Бибило, Ю. Ю. Ланкевич // Программная инженерия. – 2017. – № 3. – С. 369–384.

14. Бибило, П. Н. Cистемы проектирования интегральных схем на основе языка VHDL. StateCAD, ModelSim, LeonardoSpectrum / П. Н. Бибило. – М. : СОЛОН-Пресс, 2005. – 384 с.

15. Бибило, П. Н. Логическое проектирование дискретных устройств с использованием продукционнофреймовой модели представления знаний / П. Н. Бибило, В. И. Романов. – Минск : Беларус. навука, 2011. – 279 с.

16. Григорьян, С. Г. Конструирование электронных устройств систем автоматизации и вычислительной техники / С. Г. Григорьян. – Ростов н/Д : Феникс, 2007. – 303 с.

17. Кузовлев, В. И. Выявление высокоуровневых иерархических структур сверхбольших интегральных схем через сильно связанные логические группы / В. И. Кузовлев, Н. А. Иванова // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. – 2016. – № 4. – С. 4–18.

18. Netlist and system partitioning / A. B. Kahng [et al.] // VLSI Physical Design: From Graph Partitioning to Timing Closure. – Springer, 2011. – Chap. 2. – P. 31–54.

19. Бибило, П. Н. Оптимизационные преобразования логической схемы на основе блочного разбиения / П. Н. Бибило, Н. А. Кириенко // Информатика. – 2009. – № 3(23). – С. 5–15.

20. Jeong, C. Computer-Aided Design of Digital Systems / C. Jeong // Department of Computer Science [Electronic resource]. – Mode of access: http://www1.cs.columbia.edu/~cs6861/sis/espresso-examples/ex. – Date of access: 20.03.2018.

Makerchip

Самая мощная среда разработки Verilog — для всех!

от Redwood EDA, LLC

от Redwood EDA, LLC

Запуск Makerchip IDE

Наша миссия

Проектирование схем слишком долго было игрой для крупной промышленности! Makerchip предоставляет бесплатно и мгновенный доступ к новейшим инструментам прямо из браузера и с рабочего стола. Это включает в себя инструменты с открытым исходным кодом и проприетарные. Переворачивая столы для сообщества открытого исходного кода, Redwood EDA, LLC коммерческие возможности часто доступны для разработки с открытым исходным кодом здесь в первую очередь— до они доступны в продаже!

Разработка Verilog в вашем браузере

Вы можете кодировать, компилировать, моделировать и отлаживать проекты Verilog, все из вашего браузера. Ваш код, блок-схемы, сигналы и новые возможности визуализации тесно интегрированы для беспроблемный дизайн.

Пока Makerchip представляет новаторские возможности для расширенного проектирования Verilog, он также упрощает и упрощает проектирование схем. веселье! Учебники помогут вам начать работу.

Beyond Verilog

Мы сказали «легко» и «Verilog» на одном дыхании? Это просто противоречиво! Вот почему так важно, чтобы Makerchip поддерживал новый стандарт Transaction-Level Verilog. Transaction-Level Verilog, или TL-Verilog, представляет собой огромный шаг вперед. вперед, устраняя необходимость в устаревших языковых функциях Verilog и вводя более простой синтаксис. В то же время TL-Verilog добавляет мощные конструкции для конвейеров и транзакции. Мы поможем вам научиться этому, и вы никогда не повернете назад! Это самый простой способ написать и отредактировать ваш Verilog с меньшим количеством ошибок.

Easy Pipelining

Вот краткий обзор TL-Verilog. (Не знаком с последовательной логикой? Попробуйте Википедию.)

Вместо записи на Verilog always_ff @(posedge clk) begin ... для создания триггеров… ничего не пишите! Организуйте свои логические операторы Verilog в конвейеры и позвольте TL-Verilog подразумевают необходимые триггеры.

Приведенный ниже код предоставляет конвейер с именем |incr , содержащий ступени трубопровода @1 , @2 и @3 . Каждый этап увеличивает значение от предыдущего этапа на один в последующем такте. Триггеры (обозначены серыми квадратами на диаграмме) переносить ценности с одного этапа на другой.

Если вам интересно, вот соответствующий код Verilog:

 логика [2:0] INCR_one_a1, INCR_one_a2;
логика [2:0] INCR_two_a2, INCR_two_a3;
логика [2:0] INCR_three_a3;
присвоить INCR_one_a1[2:0] = 1;
always_ff @(posedge clk) INCR_one_a2 <= INCR_one_a1;
назначить INCR_two_a2 = INCR_one_a2 + 1;
always_ff @(posedge clk) INCR_two_a3 <= INCR_two_a2;
назначить INCR_three_a3 = INCR_two_a3 + 1; 

Контекст конвейера снижает количество ошибок и упрощает поддержку вашего проекта в условиях изменения времени.

Узнайте больше о конвейерах TL-Verilog, а также о других мощных конструкциях, включая иерархия, состояние, достоверность и транзакции в руководствах по TL-Verilog внутри Makerchip IDE.

Организованные сигналы

Сигналы организованы в соответствии с иерархией проекта TL-Verilog. Осциллограммы четко показывают когда сигналы несут значимые данные.

Организованные диаграммы

Ваши проекты представлены в виде логических схем. Иерархия дизайна TL-Verilog, включая конвейеры и этапы трубопроводов, обеспечивает организацию Ваши логические схемы. Ниже путь через $ANY овалов показывает поток транзакций будет следовать через пример дизайна.

Связанное проектирование и отладка

Конструкции TL-Verilog в редакторе кода, диаграмме и средстве просмотра сигналов связаны друг с другом. Щелчок по элементу, такому как канал, в одном представлении выделит этот элемент. во всех представлениях.

Интеграция инструментов

Makerchip можно легко запустить как редактор Verilog/TL-Verilog из других приложений. Например, Мейкерчип обеспечивает цифровую сторону среды eSim со смешанным сигналом FOSSEE, а SandPiper-SaaS обеспечивает компиляцию eSim TL-Verilog.

Запуск Makerchip IDE

Stateflow — MATLAB и Simulink

 

Моделирование и имитация логики принятия решений с использованием конечных автоматов и блок-схем

Получить бесплатную пробную версию

Посмотреть цены

Stateflow ^® предоставляет графический язык, который включает диаграммы переходов состояний, блок-схемы, таблицы переходов состояний и таблицы истинности. Вы можете использовать Stateflow для описания того, как алгоритмы MATLAB ^® и модели Simulink ^® реагируют на входные сигналы, события и временные условия.

Stateflow позволяет проектировать и разрабатывать диспетчерское управление, планирование задач, устранение неисправностей, протоколы связи, пользовательские интерфейсы и гибридные системы.

С помощью Stateflow вы моделируете комбинаторную и последовательную логику принятия решений, которую можно смоделировать как блок в модели Simulink или выполнить как объект в MATLAB. Графическая анимация позволяет анализировать и отлаживать логику во время ее выполнения. Проверки во время редактирования и во время выполнения обеспечивают согласованность и полноту дизайна перед реализацией.

Начало работы:

• Логика управления дизайном
• Графики выполнения и отладки
• Разработайте повторно используемую логику для приложений MATLAB
• Расписание алгоритмов Simulink
• Проверка проектов и создание кода

Что такое Stateflow?

2:06 Продолжительность видео 2:06.

Что такое Stateflow?

Логика управления проектированием

Моделирование системной логики с использованием конечных автоматов, блок-схем и таблиц истинности.

Графическое проектирование конечных автоматов

Графическое построение конечных автоматов путем рисования состояний и соединений, соединенных переходами. Вы также можете создавать функции, используя нотацию блок-схемы, подсистемы Simulink, код MATLAB и таблицы истинности.

Представление режимов работы с использованием состояний

Подсистемы Simulink как состояния

Повторное использование кода MATLAB путем определения функций MATLAB

Начало работы с Stateflow (12:48)

Диаграмма Stateflow, определяющая логику системы контроля температуры котла. На схеме используются графические функции (правая сторона) для реализации вспомогательных алгоритмов, вызываемых системой обогрева (левая сторона).

Разработка блок-схем

Создание блок-схем путем рисования переходов, соединенных в местах соединения.

Мастер шаблонов позволяет создавать часто используемые шаблоны логических потоков. Вы можете использовать блок-схемы для разработки логики перехода между состояниями.

Блок-схемы в Stateflow

Создание блок-схем с помощью мастера шаблонов

Графически представлять комбинаторную логику, такую ​​как деревья решений и итерационные циклы, с помощью блок-схем.

Разработка логики с помощью таблиц

Таблицы истинности в Stateflow позволяют моделировать логику в Simulink, когда вывод зависит исключительно от текущего ввода. Таблицы перехода состояний обеспечивают структурированную среду для моделирования конечных автоматов в Simulink.

Повторное использование комбинаторной логики путем определения таблиц истинности

Таблицы переходов состояний в Stateflow

Таблицы переходов состояний (4:53)

Таблица истинности, реализующая логику выбора действительного показания датчика в алгоритме обнаружения неисправностей.

Графики выполнения и отладки

Визуализируйте поведение вашей системы для анализа и отладки.

Выполнение диаграмм Stateflow

Визуализируйте поведение системы, используя анимацию диаграмм состояний, чтобы выделить активные состояния и переходы на диаграммах.

Выполнение диаграммы Stateflow

Типы исполнения графиков

Понимание сложной логики с помощью Stateflow.

2:59 Продолжительность видео 2:59.

Понимание сложной логики с помощью Stateflow

Отладка диаграмм Stateflow

Возможности отладки Stateflow позволяют детально выполнять выполнение диаграммы. Вы можете устанавливать точки останова, отслеживать значения данных и выполнять различные функции на диаграммах состояний.

Установите точки останова для отладки диаграмм

Обнаружение ошибок моделирования во время редактирования

Анализ и отладка логики с помощью Stateflow (4:00)

Параметры визуализации данных моделирования в Stateflow.

Вверху слева: Simulink Data Inspector для сравнения определенных сигналов; внизу слева: настраиваемый интерфейс MATLAB для анализа данных; справа: Simulink Signal Selector для сравнения конкретных состояний.

Разработайте повторно используемую логику для приложений MATLAB

Используйте объекты диаграммы Stateflow для разработки повторно используемой логики для приложений MATLAB. Разработайте конечный автомат и логику синхронизации для широкого спектра приложений, включая испытания и измерения, автономные системы, обработку сигналов и связь.

Повторно используемые объекты диаграммы

Создавайте автономные диаграммы Stateflow, которые используют все возможности языка MATLAB в действиях состояний и переходов. Используйте эти диаграммы как объекты MATLAB в своих приложениях, требующих конечного автомата и логики синхронизации.

Создайте диаграммы Stateflow для выполнения как объекты MATLAB

Выполнение и модульное тестирование объектов диаграммы Stateflow

Отладка автономной диаграммы Stateflow

Конечный автомат и логика синхронизации

Ускорьте разработку приложений MATLAB, используя Stateflow для графического проектирования конечного автомата и логики синхронизации, которые было бы трудно реализовать в текстовом виде.

Проектирование логики человеко-машинного интерфейса с использованием диаграмм Stateflow

Смоделируйте протокол связи с помощью объектов диаграммы

Приложение Analog Trigger с использованием диаграмм Stateflow

Использование Stateflow для предоставления логики для приложения MATLAB.

2:07 Продолжительность видео 2:07.

Использование Stateflow для предоставления логики для приложения MATLAB

Развертывание приложений Stateflow

Создавайте приложения MATLAB, которые включают объекты диаграмм Stateflow, и делитесь ими, не требуя Stateflow.

Совместно используйте приложения MATLAB, которые включают объекты диаграмм Stateflow, с пользователями, у которых нет Stateflow.

Алгоритмы расписания Simulink

Алгоритмы расписания, смоделированные в Simulink.

Периодическое и непрерывное планирование

Вы можете моделировать условную, событийную и временную логику в Stateflow для периодического или непрерывного вызова алгоритмов Simulink.

Оркестрируйте выполнение компонентов, чтобы имитировать планирование вашей среды реального времени.

Переход между режимами работы

Непрерывное моделирование в Stateflow

Синхронизация компонентов модели с помощью широковещательных событий

Вы можете моделировать логику в Stateflow для вызова алгоритмов Simulink и MATLAB периодическим или непрерывным образом.

Временные операторы

Используйте операторы, основанные на событиях и времени (например, после и продолжительности), чтобы задать логику перехода состояний на основе количества событий, прошедшего времени и сигналов без шума без необходимости создавать и поддерживать собственные таймеры и счетчики. .

Выполнение контрольной диаграммы с использованием временной логики

Управление колебаниями с помощью оператора Duration

Темпоральные логические операторы.

0:53 Продолжительность видео 0:53.

Операторы темпоральной логики

Проверка проектов и создание кода

Проверка проекта на соответствие требованиям и создание кода для реализации во встроенной системе.

Проверка проектов

Используйте Stateflow с другими продуктами Simulink для проверки соответствия вашего проекта требованиям.

• Связывайте требования непосредственно с объектами Stateflow, используя перетаскивание с помощью Requirements Toolbox™.
• Убедитесь, что ваши диаграммы состояний соответствуют стандартам, используя Simulink Check™.
• Собирайте показатели покрытия модели и сгенерированного кода с помощью Simulink Coverage™.
• Обнаружение ошибок проектирования и создание тестовых векторов с помощью Simulink Design Verifier™.
• Разрабатывайте, управляйте и выполняйте тесты на основе моделирования с помощью Simulink Test™.

Выделите активную логику с помощью слайсера моделей.

Генерация кода

Генерация кода для реализации вашей логики Stateflow во встроенных системах.

• Создавайте код C и C++ из моделей Simulink и Stateflow с помощью Simulink Coder™.