stringtranslate.com

Термин «безразлично»

В цифровой логике термин «неважно» [1] [2] (сокращенно DC , исторически также известный как избыточность , [2] нерелевантность , [2] необязательные записи , [3] [4] недопустимые комбинации , [5] [4] [6] бессодержательные комбинации , [7] [4] запрещенные комбинации , [8] [2] неиспользуемые состояния или логические остатки [9] ) для функции — это входная последовательность (серия битов), для которой выход функции не имеет значения. Вход, который, как известно, никогда не произойдет, является термином «не может произойти» . [10] [11] [12] [13] Оба эти типа условий обрабатываются одинаково в логическом проектировании и могут называться для краткости общим названием « неважно» . [14] Разработчику логической схемы для реализации функции не нужно беспокоиться о таких входах, но он может произвольно выбирать выход схемы, обычно таким образом, чтобы получилась самая простая, самая маленькая, самая быстрая или самая дешевая схема ( минимизация ) или чтобы потребление энергии было минимальным. [15] [16]

Термины Don't-care важны для рассмотрения при минимизации проектирования логических схем, включая графические методы, такие как карты Карно-Вейтча , и алгебраические методы, такие как алгоритм Куайна-Маккласки . В 1958 году Сеймур Гинзбург доказал, что минимизация состояний конечного автомата с условиями don't-care не обязательно приводит к минимизации логических элементов. Прямая минимизация логических элементов в таких схемах была вычислительно непрактичной (для больших систем) с вычислительной мощностью, доступной Гинзбургу в 1958 году. [17]

Примеры

Примерами незначимых терминов являются двоичные значения от 1010 до 1111 (от 10 до 15 в десятичной системе) для функции, которая принимает двоично-десятичное (BCD) значение, поскольку значение BCD никогда не принимает такие значения (так называемые псевдотетрады ); на рисунках схема, вычисляющая нижнюю левую полосу 7-сегментного дисплея, может быть минимизирована до a b + a c путем соответствующего выбора выходов схемы для dcba = 1010…1111 .

Регистры, доступные только для записи , которые часто встречаются в старом оборудовании, часто являются следствием безразличных оптимизаций в компромиссе между функциональностью и количеством необходимых логических вентилей. [18]

Состояния «безразличия» могут также возникать в схемах кодирования и протоколах связи . [примечание 1]

Значение X

«Don't care» может также относиться к неизвестному значению в многозначной логической системе, в этом случае его также можно назвать значением X или don't know . [19] В языке описания оборудования Verilog такие значения обозначаются буквой «X». В языке описания оборудования VHDL такие значения обозначаются (в стандартном пакете логики) буквой «X» (forced unknown) или буквой «W» (weak unknown). [20]

Значение X не существует в оборудовании. В моделировании значение X может быть результатом одновременного управления сигналом двумя или более источниками или не достижения стабильного выхода триггера . Однако в синтезированном оборудовании фактическое значение такого сигнала будет равно 0 или 1, но не будет определяться входами схемы. [20]

Состояния включения питания

Дополнительные соображения необходимы для логических схем, которые включают некоторую обратную связь . То есть, те схемы, которые зависят от предыдущего(их) вывода(ов) схемы, а также от ее текущих внешних входов. Такие схемы могут быть представлены конечным автоматом . Иногда возможно, что некоторые состояния, которые номинально являются условиями невозможных событий, могут быть случайно сгенерированы во время включения схемы или же случайными помехами (такими как космическое излучение , электрический шум или тепло). Это также называется запрещенным вводом . [21] В некоторых случаях не существует комбинации входов, которая может вывести конечный автомат в нормальное рабочее состояние. Машина остается застрявшей в состоянии включения питания или может перемещаться только между другими состояниями невозможных событий в огражденном саду состояний. Это также называется аппаратной блокировкой или мягкой ошибкой . Такие состояния, хотя номинально и не могут произойти, не являются «безразличными», и проектировщики принимают меры, чтобы гарантировать, что они действительно не могут произойти, или, если они происходят, они создают сигнал тревоги «безразличия» , указывающий на аварийное состояние [21] для обнаружения ошибок , или они являются временными и приводят к нормальному рабочему состоянию. [22] [23] [24]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Примерами схем кодирования с безразличными состояниями являются кодирование Герца , кодирование Чена–Хо и плотно упакованная десятичная система (DPD).

Ссылки

  1. ^ Карно, Морис (ноябрь 1953 г.) [1953-04-23, 1953-03-17]. "Метод карты для синтеза комбинационных логических схем" (PDF) . Труды Американского института инженеров-электриков, часть I: Связь и электроника . 72 (5): 593–599. doi :10.1109/TCE.1953.6371932. S2CID  51636736. Статья 53-217. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-04-16 . Получено 2017-04-16 .(7 страниц)
  2. ^ abcd Phister, Jr., Montgomery (апрель 1959) [декабрь 1958]. Логическое проектирование цифровых компьютеров . Digital Design and Applications (3-е издание, 1-е изд.). Нью-Йорк, США: John Wiley & Sons Inc. стр. 97. ISBN 0-47168805-3. LCCN  58-6082. MR  0093930. ISBN 978-0-47168805-1 . стр. 97: […] Эти запрещенные комбинации здесь будут называться избыточностью (их также называли нерелевантностью, «безразличием» и запрещенными комбинациями), и их обычно можно использовать для упрощения булевых функций. […] (xvi+408 страниц)
  3. ^ Колдуэлл, Сэмюэл Хоукс (1958-12-01) [Февраль 1958]. 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)
  4. ^ abc Moore, Edward Forrest (декабрь 1958 г.). "Samuel H. Caldwell. Switching circuits and logical design. John Wiley & Sons, Inc., New York 1958, and Chapman & Hall Limited, London 1958, xvii + 686 стр". The Journal of Symbolic Logic (обзор). 23 (4): 433–434. doi :10.2307/2964020. JSTOR  2964020. S2CID  57495605. стр. 433: […] то, что Caldwell называет "необязательными записями" […] другие авторы называли "недействительными комбинациями", "безразличными", "пустыми комбинациями" […](2 страницы)
  5. ^ Кейстер, Уильям; Ритчи, Алистер Э.; Уошберн, Сет Х. (1951). Проектирование коммутационных схем. Серия Bell Telephone Laboratories (1-е изд.). D. Van Nostrand Company, Inc. стр. 147. Архивировано из оригинала 2020-05-09 . Получено 2020-05-09 .[1] (2+xx+556+2 страницы)
  6. ^ 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. С. 70–72 [71]. 19 № 1002.(xiv+2+296+2 страницы)
  7. ^ Эйкен, Говард Х .; Блаау, Геррит ; Беркхарт, Уильям; Бернс, Роберт Дж.; Кали, Ллойд; Канепа, Мишель; Чиампа, Кармела М.; Кулидж, младший, Чарльз А.; Фукариле, Джозеф Р.; Гэдд, младший, Дж. Ортен; Гаккер, Фрэнк Ф.; Харр, Джон А.; Хокинс, Роберт Л.; Хейс, Майлз В.; Хофхаймер, Ричард; Хьюм, 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 У.; Сэнборд, Жаклин; Семон, Уоррен Л.; Сингер, Теодор; Смит, Декстер; Смит, Леонард; Стронг, Питер Ф.; Томас, Хелен В.; Ван, Ан ; Уайтхаус, Марта Л.; Уилкинс, Холли Б.; Уилкинс, Роберт Э.; Ву, Вэй Донг; Литтл, Элберт П.; Макдауэлл, М. Скаддер (1952) [январь 1951]. Синтез электронных вычислений и схем управления. Анналы вычислительной лаборатории Гарвардского университета. Том XXVII (второе издание, исправленное издание). База ВВС Write-Patterson: Издательство Гарвардского университета (Кембридж, Массачусетс, США) / Джеффри Камберлеге Издательство Оксфордского университета (Лондон). ark:/13960/t4zh1t09d . Получено 16.04.2017 .(2+x+278+2 страницы) (Примечание. Работа начата в апреле 1948 г.)
  8. ^ Kautz, William H. (июнь 1954 г.). «Оптимизированное кодирование данных для цифровых компьютеров». Запись съезда IRE, Национальный съезд 1954 г., 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 03.07.2020 . Получено 03.07.2020 .[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12] (11 страниц)
  9. ^ Rushdi, Ali Muhammad Ali; Badawi, Raid Mohammad Salih (январь 2017 г.). «Использование карты Карно в булевом анализе: случай прекращения войны». Журнал инженерных и компьютерных наук . Качественный сравнительный анализ. 10 (1). Кафедра электротехники и вычислительной техники, Университет короля Абдулазиза, Джидда, Саудовская Аравия / Университет Кассима: 53–88 [54–55, 57, 61–63]. Раби II 1438 г. хиджры. Архивировано из оригинала 16.02.2021 г. Получено 17.02.2021 г.[13]
  10. ^ Моррис, Ноэль Малкольм (январь 1969) [1968-12-16]. «Код и преобразователи кодов — Часть 2: Методы отображения и преобразователи кодов» (PDF) . Wireless World . 75 (1399). Iliffe Technical Publications Ltd. : 34–37. Архивировано (PDF) из оригинала 2021-03-09 . Получено 2020-05-09 .[14]
  11. ^ Моррис, Ноэль Малкольм (1969). Логические схемы. Европейская серия по электротехнике и электронике (1-е изд.). Лондон, Великобритания: McGraw-Hill . С. 31, 96, 114. ISBN 0-07094106-8. LCCN  72458600. ISBN 978-0-07094106-9 . NCID  BA12104142 . Получено 28.03.2021 . стр. 31: […] иногда известное как условие, которое не может произойти […] (x+189 страниц)
  12. ^ Международная ассоциация по аналоговому расчету (AICA), изд. (1970) [15 сентября 1969]. "неизвестный". Международный коллок/Международный симпозиум. Логические системы: концепция и приложения / Проектирование и применение логических систем. Акты/Процессы. Брюссель, 15–20 сентября 1969 г. / Брюссель, 15–20 сентября 1969 г. (на английском и французском языках). Часть 2. Брюссель, Бельгия: Presses Académiques Européennes: 1253 . Проверено 28 марта 2021 г. {{cite journal}}: Цитата использует общее название ( помощь ) (xxxiii+650+676 страниц)
  13. ^ Холдсворт, Брайан; Вудс, Клайв (2002). Цифровое логическое проектирование (4-е изд.). Newnes Books / Elsevier Science . стр. 55–56, 251. ISBN 0-7506-4588-2. ISBN 978-0-08047730-5 . Получено 19.04.2020 . {{cite book}}: CS1 maint: проигнорированы ошибки ISBN ( ссылка )(519 страниц) [15]
  14. ^ Стронг, Джон А., ред. (2013-03-12) [1991]. "Глава 2.11 Опасности и сбои". Основы цифровой электроники . Физика и ее приложения. Том 2 (перепечатка 1-го изд.). Chapman & Hall / Springer Science & Business Media, BV стр. 28–29. ISBN 978-9-40113118-6. LCCN  90-2689 . Получено 2020-03-30 .(220 страниц)
  15. ^ Iman, Sasan; Pedram, Massoud (1998) [1997-11-30]. "Глава 6. Минимизация логики для маломощных схем". Написано в Университете Южной Калифорнии, Калифорния, США. Логический синтез для маломощных СБИС (1-е изд.). Бостон, Массачусетс, США / Нью-Йорк, США: Kluwer Academic Publishers / Springer Science+Business Media, LLC . стр. 109–148 [110]. doi :10.1007/978-1-4615-5453-0_6. ISBN 978-0-7923-8076-4. LCCN  97-042097. Архивировано из оригинала 2024-07-26 . Получено 2024-07-26 .(xv+236 страниц) [16]
  16. ^ Maiti, Tapas Kr.; Chattopadhyay, Santanu (2008-05-18). Don't care fill for power minimization in VLSI circuit testing . 2008 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) (1-е изд.). Сиэтл, Вашингтон, США: Institute of Electrical and Electronic Engineers . стр. 2637–2640. doi :10.1109/ISCAS.2008.4541998. eISSN  2158-1525. ISBN 978-1-4244-1683-7. ISSN  0271-4302.
  17. ^ Гинзбург, Сеймур (1959-04-01). «О сокращении избыточных состояний в последовательной машине». Журнал ACM . 6 (2): 259–282. doi : 10.1145/320964.320983 . S2CID  10118067.
  18. ^ Toshiba 8 Bit Microcontroller TLCS-870/C Series TMP86PM29BUG (2-е изд.). Toshiba Corporation . 2008-08-29 [2007-10-11]. стр. 61. Архивировано из оригинала 2020-04-19. стр. 61: […] WDTCR1 — это регистр только для записи, и его нельзя использовать ни с одной из инструкций чтения-изменения-записи. Если считывается WDTCR1, считывается безразличное значение. […](9+vi+190 страниц)
  19. ^ Katz, Randy Howard (1994) [май 1993]. "Глава 2.2.4 Неполностью определенные функции". Написано в Беркли, Калифорния, США. Contemporary Logic Design (1-е изд.). Редвуд-Сити, Калифорния, США: The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. стр. 64. ISBN 0-8053-2703-7. 32703-7. стр. 64: […] Выходные функции имеют значение «X» для каждой из входных комбинаций, с которыми мы никогда не должны сталкиваться. При использовании в таблицах истинности значение X часто называется don't care . Не путайте это со значением X, сообщаемым многими логическими симуляторами, где оно представляет собой неопределенное значение или don't know . Любая фактическая реализация схемы будет генерировать некоторые выходные данные для случаев don't care. […](2+xxviii+699+10+2 страницы)
  20. ^ ab Naylor, David; Jones, Simon (май 1997). VHDL: A Logic Synthesis Approach (переиздание 1-го изд.). Chapman & Hall / Cambridge University Press / Springer Science & Business Media . стр. 14–15, 219, 221. ISBN 0-412-61650-5. Получено 2020-03-30 .(x+327 страниц)
  21. ^ ab Lind, Larry Frederick; Nelson, John Christopher Cunliffe (1977-04-01). "2.3.7. Don't cares". Анализ и проектирование последовательных цифровых систем. Электротехника и электроника (1-е изд.). Лондон и Бейзингсток, Великобритания: The Macmillan Press Ltd. стр. 20, 121–122. doi :10.1007/978-1-349-15757-0. ISBN 0-333-19266-4. Архивировано из оригинала 2020-04-30 . Получено 2020-04-30 .(4+viii+146+6 страниц)
  22. ^ Кумар, Рамайя; Кропф, Томас, ред. (1995). "Theorem Provers in Circuit Design". Труды Второй международной конференции TPCD '94, Бад-Херренальб, Германия, 26–28 сентября 1994 г. Lecture Notes in Computer Science. Том 901 (1-е изд.). Springer-Verlag Berlin Heidelberg . стр. 136. doi :10.1007/3-540-59047-1. ISBN 978-3-540-59047-7. ISSN  0302-9743. S2CID  42116934 . Получено 2020-03-30 .(viii+312 страниц)
  23. ^ "Power-Up Don't Care logic option". Справка Quartus . Корпорация Intel . 2017. Архивировано из оригинала 2020-04-19 . Получено 2020-04-19 .
  24. ^ "Уровень включения регистра <имя> не указан – используется неуказанный уровень включения". База знаний . Корпорация Intel . 2020. Архивировано из оригинала 2020-04-19 . Получено 2020-04-19 .

Дальнейшее чтение