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2 Entwurf von Verknüpfungsnetzen

2.8 Funktionsbündel



Bisher wurde lediglich die Möglichkeit der Realisation einzelner Funktionen behandelt.

Nicht zuletzt auf Grund der Komplexität moderner Digitalbausteine ist es oftmals jedoch zweckmäßig, mehrere Boolesche Funktionen in einem Verknüpfungsnetz gemeinsam zu realisieren. Ein Zusammenhang zwischen diesen BFkten sollte dabei z.B. durch gemeinsame Funktionsargumente gegeben sein. Beim Schaltungsentwurf kann dann nach weiteren Gemeinsamkeiten gesucht werden, die den Schaltungsaufwand reduzieren.

2.8.1 Aufwandsreduzierung durch Funktionsbündel

Definition:

Ein Verknüpfungsnetz VN wird Funktionsbündel genannt, wenn es mehrere Boolesche Funktionen realisiert. Das Netz hat in diesem Fall also mehr als nur einen Ausgang.

Eine Reduzierung des Schaltungsaufwands kann dann dadurch erreicht werden, daß Teilfunktionen gefunden werden, die von mehreren Funktionen gemeinsam genutzt werden können. Voraussetzung für diese Signalverteilung sind innere Netzknoten, die auf der anderen Seite allerdings zu zwei Nachteilen führen:

Das "fan-out" wird erhöht (genaue Begriffserklärung s.u.),

durch die eingeführte Mehrstufigkeit wird die Signallaufzeit erhöht.

Abb. 2.33: Definition und Nutzung von Teilfunktionen.

Beispiel:

In dem oben zur Erläuterung der "don't care"-Fälle herangezogenen Verknüpfungsnetzwerk soll außer der BFkt f(a,b,c,d) auch die BFkt g(a,b,c,d) realisiert werden:


Abb. 2.34: Nutzung gemeinsamer Teilfunktionen.

Wie leicht zu erkennen ist, kann der aus m5 und m7 gebildete Verbund für beide Booleschen Funktionen gemeinsam genutzt werden. Für das "don't care"-Feld gilt außerdem zweckmäßigerweise:

f(1,0,0,1) = 1 ,
g(1,0,0,1) = 0 .


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