Egal, Begriff - Don't-care term

In der digitalen Logik ist ein egaler Begriff (abgekürzt DC , historisch auch als Redundanzen , Irrelevanzen , optionale Einträge , ungültige Kombinationen , leere Kombinationen , verbotene Kombinationen , unbenutzte Zustände oder logische Reste ) für eine Funktion eine Eingabesequenz ( eine Reihe von Bits), für die die Funktionsausgabe keine Rolle spielt. Eine Eingabe, von der bekannt ist, dass sie nie auftritt, ist ein Begriff, der nicht passieren kann . Diese beiden Arten von Bedingungen werden im Logikdesign auf die gleiche Weise behandelt und können der Kürze halber zusammenfassend als egal-Bedingungen bezeichnet werden . Der Designer einer Logikschaltung zur Implementierung der Funktion braucht sich nicht um solche Eingänge zu kümmern, sondern kann den Ausgang der Schaltung beliebig wählen, normalerweise so, dass sich die einfachste Schaltung ergibt ( Minimierung ).

Bei der Minimierung des logischen Schaltungsentwurfs sind egale Begriffe wichtig, die zu berücksichtigen sind, einschließlich grafischer Methoden wie Karnaugh-Veitch-Karten und algebraischer Methoden wie des Quine-McCluskey-Algorithmus .

1958 bewies Seymour Ginsburg , dass die Minimierung der egalen Strecke nicht unbedingt zu einem minimalen Ergebnis führt.

Beispiele

Ziffern in 7-Segment-Anzeige

ba dc	00	01	11	10
00
01
11
10

Beispiele für egal Terme sind die Binärwerte 1010 bis 1111 (10 bis 15 in Dezimalform) für eine Funktion, die einen binärcodierten Dezimalwert (BCD) annimmt, da ein BCD-Wert niemals solche Werte annimmt (sogenannte Pseudo -Tetrades ); in den bildern kann die schaltung, die den unteren linken balken einer 7-segment- anzeige berechnet, durch geeignete wahl der schaltungsausgänge für dcba = 1010…1111 auf a b + a c minimiert werden .

Nur-Schreib-Register , wie sie häufig in älterer Hardware zu finden sind, sind oft eine Folge von Don't-Care-Optimierungen im Kompromiss zwischen Funktionalität und der Anzahl der notwendigen Logikgatter.

Auch in Codierungsschemata und Kommunikationsprotokollen können Don't-Care-Zustände auftreten .

X-Wert

"Egal" kann sich auch auf einen unbekannten Wert in einem mehrwertigen Logiksystem beziehen , in diesem Fall kann es auch als X-Wert oder Weiß nicht bezeichnet werden . In der Hardwarebeschreibungssprache von Verilog werden solche Werte mit dem Buchstaben "X" bezeichnet. In der VHDL- Hardwarebeschreibungssprache werden solche Werte (im Standard-Logikpaket) mit dem Buchstaben "X" (erzwungen unbekannt) oder dem Buchstaben "W" (schwach unbekannt) bezeichnet.

Ein X-Wert existiert in der Hardware nicht. In der Simulation kann ein X-Wert daraus resultieren, dass zwei oder mehr Quellen gleichzeitig ein Signal ansteuern oder der stabile Ausgang eines Flip-Flops nicht erreicht wurde. In synthetisierter Hardware wird der tatsächliche Wert eines solchen Signals jedoch entweder 0 oder 1 sein, aber nicht anhand der Eingänge der Schaltung bestimmt werden.

Einschaltzustände

Weitere Überlegungen sind für Logikschaltungen erforderlich, die eine gewisse Rückkopplung beinhalten. Das heißt, die Schaltungen, die von den vorherigen Ausgängen der Schaltung sowie von ihren aktuellen externen Eingängen abhängen. Solche Schaltungen können durch eine Zustandsmaschine dargestellt werden . Es ist manchmal möglich, dass einige Zustände, die nominell nicht passieren können, versehentlich während des Einschaltens der Schaltung oder durch zufällige Interferenzen (wie kosmische Strahlung , elektrisches Rauschen oder Wärme) erzeugt werden. Dies wird auch als verbotene Eingabe bezeichnet . In einigen Fällen gibt es keine Kombination von Eingaben, die die Zustandsmaschine in einen normalen Betriebszustand verlassen können. Die Maschine bleibt im eingeschalteten Zustand stecken oder kann in einem ummauerten Garten von Staaten nur zwischen anderen Zuständen bewegt werden, die nicht passieren können . Dies wird auch als Hardware-Lockup oder Soft-Error bezeichnet . Solche Zustände können zwar nominell nicht passieren, sind aber egal, und Designer unternehmen Schritte, um sicherzustellen, dass sie wirklich nicht passieren können, oder, wenn sie passieren, erstellen sie einen Don' t-care-Alarm , der einen Notfallzustand zur Fehlererkennung anzeigt , oder sie sind vorübergehend und führen zu einem normalen Betriebszustand.

Siehe auch

• Entscheidungstabelle
• Nebeneffekt
• Kurzschlussauswertung
• Unvollständige Adressdecodierung
• Unvollständige Opcode-Decodierung
• Logikredundanz

Anmerkungen

Verweise

Weiterlesen

• Binder, Robert V.; Beizer, Boris (2000). Testen objektorientierter Systeme: Modelle, Muster und Werkzeuge . Addison-Wesley Object Technology Series (illustrierte überarbeitete Hrsg.). Addison-Wesley-Profi . ISBN 978-0-20180938-1. ISBN  0-20180938-9 . Abgerufen 2020-08-05 . (1191 Seiten)