Неважный термин
В цифровой логике — безразличный термин. [ 1 ] [ 2 ] (сокращенно DC , исторически также известный как увольнения , [ 2 ] неуместность , [ 2 ] необязательные записи , [ 3 ] [ 4 ] недопустимые комбинации , [ 5 ] [ 4 ] [ 6 ] пустые сочетания , [ 7 ] [ 4 ] запрещенные комбинации , [ 8 ] [ 2 ] неиспользуемые состояния или логические остатки [ 9 ] ) для функции — это входная последовательность (последовательность битов), для которой выход функции не имеет значения. Ввод, который, как известно, никогда не произойдет, является невозможным . [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Оба эти типа условий рассматриваются в логическом проектировании одинаково и для краткости могут называться « неважными условиями» . [ 14 ] Разработчику логической схемы для реализации функции не нужно заботиться о таких входах, но он может выбирать выход схемы произвольно, обычно так, чтобы получалась самая простая, наименьшая, самая быстрая или дешевая схема ( минимизация ) или минимизировалось энергопотребление. [ 15 ] [ 16 ]
При минимизации проектирования логических схем важно учитывать ненужные термины, включая графические методы, такие как карты Карно – Вейча , и алгебраические методы, такие как алгоритм Куайна – МакКласки . В 1958 году Сеймур Гинзбург доказал, что минимизация состояний конечного автомата с условиями безразличия не обязательно приводит к минимизации логических элементов. Прямая минимизация логических элементов в таких схемах была непрактичной с вычислительной точки зрения (для больших систем) при вычислительной мощности, доступной Гинзбургу в 1958 году. [ 17 ]
Примеры
[ редактировать ]нет округ Колумбия |
00 | 01 | 11 | 10 |
---|---|---|---|---|
00 | 1 | 0 | 0 | 1 |
01 | 0 | 0 | 0 | 1 |
11 | 0 | 0 | 0 | 1 |
10 | 1 | 0 | 0 | 1 |
нет округ Колумбия |
00 | 01 | 11 | 10 |
---|---|---|---|---|
00 | 1 | 0 | 0 | 1 |
01 | 0 | 0 | 0 | 1 |
11 | х | х | х | х |
10 | 1 | 0 | х | х |
нет округ Колумбия |
00 | 01 | 11 | 10 |
---|---|---|---|---|
00 | ||||
01 | ||||
11 | ||||
10 |
Примерами ненужных терминов являются двоичные значения от 1010 до 1111 (от 10 до 15 в десятичном формате) для функции, которая принимает двоично-десятичное значение (BCD), поскольку значение BCD никогда не принимает такие значения (так называемые псевдо-значения) . -тетрады ); На рисунках схема, вычисляющая нижнюю левую полосу 7-сегментного дисплея, может быть сведена к минимуму до a b + a c путем соответствующего выбора выходов схемы для dcba = 1010…1111 .
Регистры только для записи , которые часто встречаются в старом оборудовании, часто являются следствием небрежной оптимизации в компромиссе между функциональностью и количеством необходимых логических элементов. [ 18 ]
Состояния безразличия также могут возникать в схемах кодирования и протоколах связи . [ номер 1 ]
значение X
[ редактировать ]«Неважно» может также относиться к неизвестному значению в системе многозначной логики , и в этом случае его также можно назвать значением X или «не знаю» . [ 19 ] На Verilog языке описания аппаратного обеспечения такие значения обозначаются буквой «X». На языке описания аппаратуры VHDL такие значения обозначаются (в стандартном пакете логики) буквой «X» (принудительно неизвестное) или буквой «W» (слабое неизвестное). [ 20 ]
Значение X не существует в аппаратном обеспечении. При моделировании значение X может быть результатом того, что два или более источников одновременно подают сигнал или стабильный выходной сигнал триггера не достигается . Однако в синтезированном аппаратном обеспечении фактическое значение такого сигнала будет либо 0, либо 1, но не будет определяться по входам схемы. [ 20 ]
Состояния включения
[ редактировать ]Дальнейшие соображения необходимы для логических схем, которые включают некоторую обратную связь . То есть те схемы, которые зависят от предыдущего выхода(ов) схемы, а также от ее текущих внешних входов. Такие схемы могут быть представлены конечным автоматом . Иногда возможно, что некоторые состояния, которые номинально являются невозможными, могут случайно возникнуть во время включения схемы или в результате случайных помех (например, космического излучения , электрического шума или тепла). Это также называется запрещенным вводом . [ 21 ] В некоторых случаях не существует комбинации входов, которая могла бы перевести конечный автомат в нормальное рабочее состояние. Машина остается застрявшей в состоянии включения или может перемещаться только между другими невозможными состояниями в огороженном саду состояний. Это также называется аппаратной блокировкой или программной ошибкой . Такие состояния, хотя номинально не могут произойти, не вызывают беспокойства, и дизайнеры предпринимают шаги либо для того, чтобы гарантировать, что они действительно не могут произойти, либо, если они действительно случаются, они создают недопустимое состояние. сигнализация t-care, указывающая на чрезвычайное состояние [ 21 ] для обнаружения ошибок , либо они носят временный характер и приводят к нормальному рабочему состоянию. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]
См. также
[ редактировать ]- Таблица решений
- Побочный эффект
- Оценка короткого замыкания
- Неполная расшифровка адреса
- Неполное декодирование кода операции
- Логическая избыточность
- Неопределенное поведение
- Неопределенная переменная
- Неинициализированная переменная
- Четырехзначная логика
- Девятизначная логика
Примечания
[ редактировать ]- ^ Примеры схем кодирования с состояниями безразличия включают кодирование Герца , кодирование Чена – Хо и плотно упакованное десятичное число (DPD).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Карно, Морис (ноябрь 1953 г.) [23 апреля 1953 г., 17 марта 1953 г.]. «Метод карт для синтеза комбинационных логических схем» (PDF) . Труды Американского института инженеров-электриков, Часть I: Связь и электроника . 72 (5): 593–599. дои : 10.1109/TCE.1953.6371932 . S2CID 51636736 . Документ 53-217. Архивировано из оригинала (PDF) 16 апреля 2017 г. Проверено 16 апреля 2017 г. (7 страниц)
- ^ Перейти обратно: а б с д Фистер-младший, Монтгомери (апрель 1959 г.) [декабрь 1958 г.]. Логическое проектирование цифровых компьютеров . Цифровой дизайн и приложения (3-е издание, 1-е изд.). Нью-Йорк, США: John Wiley & Sons Inc., с. 97. ИСБН 0-47168805-3 . LCCN 58-6082 . МР 0093930 . ISBN 978-0-47168805-1 . п. 97:
[…] Эти запрещенные комбинации будут здесь называться избыточностью (их также называют нерелевантными, «неважными» и запрещенными комбинациями), и их обычно можно использовать для упрощения логических функций. […]
(xvi+408 страниц) - ^ Колдуэлл, Сэмюэл Хоукс (1 декабря 1958 г.) [февраль 1958 г.]. Написано в Уотертауне, Массачусетс, США. Коммутационные схемы и логическое проектирование . 5-е издание, сентябрь 1963 г. (1-е изд.). Нью-Йорк, США: John Wiley & Sons Inc. ISBN 0-47112969-0 . LCCN 58-7896 . (xviii+686 страниц)
- ^ Перейти обратно: а б с Мур, Эдвард Форрест (декабрь 1958 г.). «Сэмюэл Х. Колдуэлл. Коммутационные схемы и логическое проектирование. John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, 1958 г., и Chapman & Hall Limited, Лондон, 1958 г., xvii + 686 стр.». Журнал символической логики (обзор). 23 (4): 433–434. дои : 10.2307/2964020 . JSTOR 2964020 . S2CID 57495605 . п. 433:
[…] то, что Колдуэлл называет «необязательными записями» […] другие авторы называют «недействительными комбинациями», «неважными», «пустыми комбинациями» […]
(2 страницы) - ^ Кейстер, Уильям; Ричи, Алистер Э.; Уошберн, Сет Х. (1951). Проектирование коммутационных цепей . Серия Bell Telephone Laboratories (1-е изд.). Компания Д. Ван Ностранд, Инк . 147 . Архивировано из оригинала 9 мая 2020 г. Проверено 9 мая 2020 г. [1] (2+xx+556+2 страницы)
- ^ Маркус, Митчелл Пол [в Викиданных] (около 1970 г.). «Глава 6. Табличный метод упрощения: Необязательные комбинации». Написано в IBM, Эндикотт/Бинггемптон, Нью-Йорк, США. Коммутационные схемы для инженеров . Гавана, Куба: Edicion Revolucionaria, Instituto del Libro. стр. 70–72 [71]. 19 Нет. 1002. (xiv+2+296+2 страницы)
- ^ Эйкен, Ховард Х .; Блаау, Геррит ; Беркхарт, Уильям; Бернс, Роберт Дж.; Кали, Ллойд; Канепа, Микеле; Чампа, Кармела М.; Кулидж-младший, Чарльз А.; Фукариле, Джозеф Р.; Гэдд-младший, Дж. Ортен; Гукер, Фрэнк Ф.; Харр, Джон А.; Хокинс, Роберт Л.; Хейс, Майлз В.; Хофхаймер, Ричард; Халм, Уильям Ф.; Дженнингс, Бетти Л.; Джонсон, Стэнли А.; Калин, Теодор; Кинкейд, Маршалл; Луккини, Э. Эдвард; Минти, Уильям; Мур, Бенджамин Л.; Реммес, Джозеф; Ринн, Роберт Дж.; Рош, Джон В.; Санбор, Жаклин; Семон, Уоррен Л.; Певец, Теодор; Смит, Декстер; Смит, Леонард; Стронг, Питер Ф.; Томас, Хелен В.; Ван, Ан ; Уайтхаус, Марта Л.; Уилкинс, Холли Б.; Уилкинс, Роберт Э.; Уу, Вэй Дон; Литтл, Элберт П.; Макдауэлл, М. Скаддер (1952) [январь 1951 г.]. Синтез электронных вычислительных и управляющих схем . Анналы вычислительной лаборатории Гарвардского университета. Том. XXVII (второе издание, переработанное изд.). База ВВС Пис-Паттерсон: Издательство Гарвардского университета (Кембридж, Массачусетс, США) / Издательство Джеффри Камберледжа Оксфордского университета (Лондон). ковчег:/13960/t4zh1t09d . Проверено 16 апреля 2017 г. (2+x+278+2 страницы) (Примечание. Работы начались в апреле 1948 г.)
- ^ Каутц, Уильям Х. (июнь 1954 г.). «Оптимизированное кодирование данных для цифровых компьютеров» . Протокол съезда IRE, Национальный съезд 1954 года, Часть 4 – Электронные компьютеры и теория информации . Сессия 19: Теория информации III – Скорость и вычисления. Стэнфордский исследовательский институт, Стэнфорд, Калифорния, США: IRE : 47–57. Архивировано из оригинала 3 июля 2020 г. Проверено 3 июля 2020 г. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] (11 страниц)
- ^ Рушди, Али Мухаммед Али; Бадави, Рейд Мохаммад Салих (январь 2017 г.). «Использование карты Карно в логическом анализе: случай прекращения войны» . Журнал инженерных и компьютерных наук . Качественный сравнительный анализ. 10 (1). Факультет электротехники и вычислительной техники, Университет короля Абдель Азиза, Джидда, Саудовская Аравия / Университет Касима: 53–88 [54–55, 57, 61–63]. Рабий 1438 г. по Хиджре. Архивировано из оригинала 16 февраля 2021 г. Проверено 17 февраля 2021 г. [13]
- ^ Моррис, Ноэль Малкольм (январь 1969 г.) [16 декабря 1968-1968]. «Код и преобразователи кода. Часть 2: Методы отображения и преобразователи кода» (PDF) . Беспроводной мир . 75 (1399). Iliffe Технические публикации Ltd .: 34–37. Архивировано (PDF) из оригинала 09 марта 2021 г. Проверено 9 мая 2020 г. [14]
- ^ Моррис, Ноэль Малкольм (1969). Логические схемы . Европейская серия по электротехнике и электронике (1-е изд.). Лондон, Великобритания: McGraw-Hill . стр. 31, 96, 114. ISBN. 0-07094106-8 . LCCN 72458600 . ISBN 978-0-07094106-9 . НКИД BA12104142 . Проверено 28 марта 2021 г. п. 31:
[…] иногда называют « невозможное условие» […]
(x+189 страниц) - ^ Международная ассоциация аналоговых вычислений (AICA), изд. (1970) [15 сентября 1969]. "неизвестный" . Международная конференция/Международный симпозиум. Логические системы: проектирование и приложения / Проектирование и применение логических систем. Акты/Процедуры. Брюссель, 15–20 сентября 1969 г. / Брюссель, 15–20 сентября 1969 г. (на английском и французском языках). Часть 2. Брюссель, Бельгия: European Academic Press: 1253 . Проверено 28 марта 2021 г.
{{cite journal}}
: Cite использует общее название ( справка ) (xxxiii+650+676 страниц) - ^ Холдсворт, Брайан; Вудс, Клайв (2002). Проектирование цифровой логики (4-е изд.). Newnes Books / Elsevier Science . стр. 55–56, 251. ISBN. 0-7506-4588-2 . ISBN 978-0-08047730-5 . Проверено 19 апреля 2020 г.
{{cite book}}
: CS1 maint: игнорируются ошибки ISBN ( ссылка ) (519 страниц) [15] - ^ Стронг, Джон А., изд. (12 марта 2013 г.) [1991]. «Глава 2.11 Опасности и сбои» . Базовая цифровая электроника . Физика и ее приложения. Том. 2 (перепечатка 1-го изд.). Чепмен и Холл / Springer Science & Business Media, BV, стр. 28–29. ISBN 978-9-40113118-6 . LCCN 90-2689 . Проверено 30 марта 2020 г. (220 страниц)
- ^ Иман, Сасан; Педрам, Масуд (1998) [1997-11-30]. «Глава 6. Логическая минимизация для малой мощности» . Написано в Университете Южной Калифорнии, Калифорния, США. Логический синтез для проектов СБИС малой мощности (1-е изд.). Бостон, Массачусетс, США / Нью-Йорк, США: Kluwer Academic Publishers / Springer Science+Business Media, LLC . С. 109–148 [110]. дои : 10.1007/978-1-4615-5453-0_6 . ISBN 978-0-7923-8076-4 . ЛЦН 97-042097 . Архивировано из оригинала 26 июля 2024 г. Проверено 26 июля 2024 г. (xv+236 страниц) [16]
- ^ Маити, Тапас Кр.; Чаттопадхьяй, Сантану (18 мая 2008 г.). Не беспокойтесь о минимизации энергопотребления при тестировании схем СБИС . 2008 г. Международный симпозиум IEEE по схемам и системам (ISCAS) (1-е изд.). Сиэтл, Вашингтон, США: Институт инженеров по электротехнике и электронике . стр. 2637–2640. дои : 10.1109/ISCAS.2008.4541998 . eISSN 2158-1525 . ISBN 978-1-4244-1683-7 . ISSN 0271-4302 .
- ^ Гинзбург, Сеймур (1 апреля 1959 г.). «О сокращении лишних состояний в последовательной машине» . Журнал АКМ . 6 (2): 259–282. дои : 10.1145/320964.320983 . S2CID 10118067 .
- ^ 8-битный микроконтроллер Toshiba TLCS-870/C серии TMP86PM29BUG (2-е изд.). Корпорация Тошиба . 29 августа 2008 г. [11 октября 2007 г.]. п. 61. Архивировано из оригинала 19 апреля 2020 г. п. 61:
[…] WDTCR1 — это регистр, доступный только для записи, и его нельзя использовать ни с какими инструкциями чтения-изменения-записи. Если читается WDTCR1, читается сообщение «безразлично». […]
(9+vi+190 страниц) - ^ Кац, Рэнди Ховард (1994) [май 1993 г.]. «Глава 2.2.4 Неполностью определенные функции». Написано в Беркли, Калифорния, США. Современный логический дизайн (1-е изд.). Редвуд-Сити, Калифорния, США: The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., с. 64. ИСБН 0-8053-2703-7 . 32703-7. п. 64:
[…] Выходные функции имеют значение «X» для каждой из входных комбинаций, с которыми мы никогда не должны столкнуться. При использовании в таблицах истинности значение X часто называют безразличным . Не путайте это со значением X, сообщаемым многими логическими симуляторами, где оно представляет собой неопределенное значение или « не знаю» . Любая реальная реализация схемы будет генерировать некоторый вывод для неважных случаев. […]
(2+xxviii+699+10+2 страницы) - ^ Перейти обратно: а б Нейлор, Дэвид; Джонс, Саймон (май 1997 г.). VHDL: подход к логическому синтезу (переиздание 1-го изд.). Чепмен и Холл / Издательство Кембриджского университета / Springer Science & Business Media . стр. 14–15, 219, 221. ISBN. 0-412-61650-5 . Проверено 30 марта 2020 г. (x+327 страниц)
- ^ Перейти обратно: а б Линд, Ларри Фредерик; Нельсон, Джон Кристофер Канлифф (1 апреля 1977 г.). «2.3.7. Плевать» . Анализ и проектирование последовательных цифровых систем . Электротехника и электроника (1-е изд.). Лондон и Бейзингсток, Великобритания: The Macmillan Press Ltd., стр. 20 , 121–122. дои : 10.1007/978-1-349-15757-0 . ISBN 0-333-19266-4 . Архивировано из оригинала 30 апреля 2020 г. Проверено 30 апреля 2020 г. (4+viii+146+6 страниц)
- ^ Кумар, Рамайя; Кропф, Томас, ред. (1995). «Доказательства теорем в схемотехнике» . Материалы Второй международной конференции TPCD '94, Бад-Херренальб, Германия, 26–28 сентября 1994 г. Конспекты лекций по информатике. Том. 901 (1-е изд.). Шпрингер-Верлаг Берлин Гейдельберг . п. 136. дои : 10.1007/3-540-59047-1 . ISBN 978-3-540-59047-7 . ISSN 0302-9743 . S2CID 42116934 . Проверено 30 марта 2020 г. (viii+312 страниц)
- ^ «Логическая опция Power-Up Don't Care» . Квартус в помощь . Корпорация Интел . 2017. Архивировано из оригинала 19 апреля 2020 г. Проверено 19 апреля 2020 г.
- ^ «Уровень включения регистра <имя> не указан – используется неуказанный уровень включения» . База знаний . Корпорация Интел . 2020. Архивировано из оригинала 19 апреля 2020 г. Проверено 19 апреля 2020 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Биндер, Роберт В.; Бейзер, Борис (2000). Тестирование объектно-ориентированных систем: модели, шаблоны и инструменты . Серия объектных технологий Аддисона-Уэсли (иллюстрированная переработанная редакция). Аддисон-Уэсли Профессионал . ISBN 978-0-20180938-1 . ISBN 0-20180938-9 . Проверено 5 августа 2020 г. (1191 страница)
- «Глава 6. Спецификация компонентов микрокомпьютерной системы — СППЗУ и ПЗУ: I. Инструкции по программированию ПЗУ и ПЗУ — B3. Формат бумажной ленты, отличный от Intellec, C1. Формат компьютерной перфокарты Intellec Hex, C2. Формат компьютерной перфокарты PN». Руководство пользователя MCS-80 (с введением в MCS-85) . Корпорация Интел . Октябрь 1977 г. [1975]. стр. 6–77, 6–79. 98-153Д . Проверено 27 февраля 2020 г. [17] [18] (Примечание. Термин «неважные» данные используется для диапазонов адресов в программируемых микросхемах памяти, которые не обязательно должны содержать определенное значение и, таким образом, могут оставаться неопределенными в инструкциях программирования.)