I circuiti combinatori
I circuiti combinatori sono circuiti logici in cui l'uscita è determinata univocamente dai segnali in entrata.
Nota. Nei circuiti combinatori non viene preso in considerazione il tempo di propagazione dei segnali all'interno del circuito. E' un dato non significativo.
Come funziona un circuito combinatorio
Un circuito combinatorio è composto da
- N terminali in input ( x1,...,xn )
- K terminali in output ( y1,...,yk )
- J porte logiche P ( gates )
A partire da ogni ingresso si sviluppano più percorsi interni, detti itinerari, che conducono alle uscite del circuito.
Negli itinerari il segnale passa nelle porte logiche ( AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, NXOR ) che ne modificano il valore.
In un itinerario si parla di porta di primo livello per intendere la porta più vicina all'uscita.
Le porte logiche precedenti nello stesso itinerario sono dette porte di secondo livello, di terzo livello e così via fino ad arrivare alla porta più vicina all'ingresso.
Nota. Una stessa porta ha diversi livelli a seconda dell'itinerario preso come riferimento. Pertanto, il livello delle porte è relativo.
La porta con il numero di livello più alto determina il livello del circuito combinatorio.
Come costruire un circuito combinatorio
La costruzione di un circuito combinatorio è suddivisa in fasi.
- L'analisi. L'analisi è utile per rappresentare il circuito combinatorio. Posso rappresentare il circuito combinatorio in forma tabellare o analitica. Ecco un esempio di tabella di verità.
- La sintesi. La sintesi è la fase in cui si costruisce il circuito combinatorio con le porte logiche. Si traduce l'analisi in una rete di porte e collegamenti che realizzano il comportamento input-output della funzione di commutazione del circuito logico. Ecco un esempio pratico.
Nota. La progettazione del circuito logico può avvenire a diverse scale di integrazione. Ogni scala è comunque indipendente dalla tecnologia poi usata per realizzarlo. Le porte logiche sono sempre rappresentate in forma simbolica. Sono utili per descrivere il funzionamento logica del circuito combinatorio ma non indicano la tecnologia da usare. Una volta definito il circuito combinatorio, posso realizzarlo usando componenti elettronici diversi.
La scala di integrazione dei circuiti combinatori
I circuiti combinatori possono essere rappresentati in tre diverse scale di integrazione.
- SSI ( Small Scale Integration ). E' la scala di integrazione più bassa. Si lavora direttamente con le porte logiche del circuito.
- MSI ( Medium Scale Integration ). E' la scala di integrazione intermedia. Si lavora con i sottocircuiti standard.
- LSI ( Large Scale Integration ). E' la scala di integrazione più ampia.
A seconda dei casi conviene più usare una o un'altra.
E così via.
