Nemes Tihamér OKSzTV'89

Áramkörszimuláció:

Készíts programot egy digitális áramkör működésének szimulálására! Az áramkör működésében feltételezzük, hogy minden alapelem kimenetén egységnyi idő múlva jelenik meg a a bemeneti jelkombináció hatása, és ez azonnal megjelenik a következő alapelemek bemenetén is. (Azaz az információ a vezetéken 0, a kapukon egységnyi idő alatt halad át.)

Az áramkör alapelemei a következő lehetnek: INVERTER (NOT), AND, OR, NAND, NOR, EXOR kapuk. (Az inverternek 1, a többi kapunak pedig 2 bemenete van.) Az áramkörben használható kapuk száma maximum 10 lehet. Kezdetben minden kapu minden bemenetén valamilyen határozott érték (például 0) van.

Az áramkör leírását úgy adjuk meg, hogy az alapelemek bemeneteihez, illetve kimenetéhez rendelünk egy csomópont-azonosító számot, s az azonos csomóponthoz tartozó be-, illetve kimeneteket tekintjük összekötöttnek (lásd az ábrát).

A szimulálandó hálózatról, áramkörről tegyük fel, hogy véges időn belül kialakul valamilyen stabil kimeneti jelkombináció (például ha N kapu van az áramkörben, akkor ez a korlát legyen N^2)!

Az egyes kapuk működésének leírása:
 

NOT   0 1 1 0	OR 0 1 0 0 1 1 1 1	AND 0 1 0 0 0 1 0 1
EXOR 0 1 0 0 1 1 1 0	NOR 0 1 0 1 0 1 0 0	NAND 0 1 0 1 1 1 1 0

Példa (programod kipróbálásához célszerű ennél egyszerűbb áramköröket választanod):

Az áramkör rajza:



A példaáramkör leírása:
 

Bemenő adatok	Eredmény
1. AND: 1, 2, 5 2. EXOR: 2, 3, 4 3. NOT: 5, 6 4. OR: 4, 3, 7 5. AND: 6, 7, 8 Az áramkör bemenetei: 1, 2, 3 Az áramkör kimenetei: 7, 8	Bemeneti kombináció Kimenetek 1, 1, 1 1, 0 0, 0, 0 0, 0 0, 0, 1 1, 1

Feladatok:

A:

Add meg, hogyan ábrázolod a memóriában az áramkört!


B:

Olvasd be az áramkör leírását tetszőleges, általad választott módon, s ebből építsd fel az áramkört az általad megválasztott adatszerkezet alapján! (Természetesen nem szüksges kirajzolni a képernyőre az áramkört!)


C:

Olvass be bemeneti jelkombinációkat és az áramkör működésének szimulálásával határozd meg az ezekre adott kimenetet! (A kimenetet akkor tekintjük késznek, amikor az áramkör minden alapelemének kimenete változatlan marad.)


D:

Állítsd elő automatikusan az összes bemeneti jelkombinációt, és az áramkör működésének szimulálásával határozd meg az ezekre adott kimenetet!


E:

Ellenőrizd, hogy az áramkör leírását helyesen adták-e meg!
A lehetséges hibák:
• egy kapu kimenetét sehova sem kötötték, és az nem is az áramkör kimenete,
• egy kapu bemenetét sehova sem kötötték, és az nem is az áramkör bemenete,
• két (vagy több) kapu kimenetét összekötötték,
• van olyan kapu a hálózatban, amelyet a bemenetről nem lehet elérni,
• az áramkör valamelyik kimenete nem valamelyik kapu kimenete,
• az áramkör valamelyik bemenetét nem kötötték egy kapu bemenetére sem,
• a korlátnak állított időegységszám után sem alakul ki stabil kimenete az áramkörnek.

Elérhető összpontszám: 100 pont