组合电路的设计方法

1.由真值表、逻辑方程到门级实现

图1 一种组合电路的设计过程

例1 算术逻辑运算单元（ALU）的设计。

算术逻辑运算单元是许多数字系统的主要部件，其框图如下：

图2 1位ALU

ALU的功能表如下：

表21 ALU的功能表

2.功能分析和函数分解

例2 设计如下图所示的并行补码变换器。

图3 并行补码变换器

例3 设计如下图所示的二进制加/减运算电路。

图4 无符号二进制加/减运算电路

3.改进原电路,实现逻辑功能

图5 加/减运算电路之一

4.积木块化设计

例4　设计如图所示的8位算术比较器，该比较器接受两个无符号二进制数A = a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁a₀和B = b₇b₆b₅b₄b₃b₂b₁b₀。当A>B时，输出Z = 1；否则Z = 0。

表4 比较器积木块功能表

图6 比较器积木块

如图6 所示，用8个这样的积木块级联可以构成所需要的8位数值比较器。

例6　设计如图7 所示的4位并行乘法器

图7 4位乘法器的一种电路

图8 用积木块构成的乘法器

5.逻辑验证和逻辑模拟

要使设计结果必须符合设计要求，必须对设计结果进行检查和核对，这就是逻辑验证。

基于表格的事件驱动法，用若干张表格来描述逻辑图。

图9 2选1MUX逻辑图

表5 引线表和元件表

图10 队列变化

表6 电平变化表