数据选择器与D触发器结合的多输入时序电路创新设计

本文主要探讨了基于数据选择器和D触发器的多输入时序电路设计，这是一种创新的时序逻辑网络结构，旨在简化电路设计过程，尤其是在处理多输入变量时序逻辑网络时。设计的核心思想是结合D触发器的存储功能和数据选择器的数据选择能力，构建既能保存状态又能根据输入进行动态数据选择的系统。 在传统的SSI（小规模集成电路）时序逻辑电路设计中，设计师追求的是最小化触发器的激励函数，以减少电路复杂性。然而，对于多输入变量，利用卡诺图或公式法进行函数化简往往变得复杂且困难。因此，作者提出了一种新的设计策略，通过一个D触发器和一个数据选择器的基本单元构建时序网络，使得电路结构更为直观和简洁。 具体设计步骤如下： 1. **基本原理** - **多输入时序网络的基本形式**：由一个D触发器和一个2选1数据选择器组成，其中触发器的当前输出Qn作为选择器的输入，选择器的输出决定触发器的下一次状态，而数据选择器的输入端则作为外部信号输入。 - **状态方程**：通过触发器的特性方程和数据选择器的逻辑表达式，可以建立多输入时序网络的状态转移方程，用矩阵形式表示。 - **输入矩阵参数确定**：根据给定的状态转换关系，通过设置D输入值来确定输入矩阵，确保正确的状态转换。 2. **扩展到2个状态变量的网络**： - **网络结构**：使用两个D触发器和两个4选1数据选择器，每个触发器的两个输出作为选择器的选择输入，选择器的输出驱动相应触发器的D输入，输入端则有多个选项供选择。 这种设计方法的优势在于它避免了繁琐的函数化简步骤，直接通过状态转换关系和选择器来控制触发器的状态，使得电路设计更加直观且易于实现。对于那些需要处理大量输入或复杂状态转移的时序逻辑应用，这种方法无疑提供了一个高效和易于理解的解决方案。在SoPC（可编程系统级芯片）领域，这样的设计技术具有很高的实用价值，因为它能够有效降低硬件实现的复杂性和成本。