Reti Di Costo Minimo

Ritardi e velocità #

Quando cambia un ingresso di un gate, l’uscita non cambia istantaneamente, ma dopo un tempo $\tau_p$ che dipende dalla tecnologia utilizzata. Questo ritardo varia da gate a gate e anche se il passaggio è da H a L o viceversa. Nel caso peggiore, il ritardo totale della rete è dato dalla somma dei ritardi dei gate sul percorso più lungo tra ingressi e uscite. Si assegna il ritardo peggiore alla rete complessiva.

Complessità e velocità #

Per confrontare complessità e velocità di risposta di reti combinatorie equivalenti, si usano i seguenti indicatori:

  • $N_{gate}$ il numero di gate nella rete (maggiore è l’$N_{gate}$ , maggiore è la complessità)
  • $N_{conn}$ il numero di connessioni in una rete (maggiore è l’$N_{conn}$ , maggiore è la complessità)
  • $N_{casc}$ il numero massimo di gate disposti in cascata, ovvero in serie tra ingressi e uscite (minore è l’$N_{gate}$ , maggiore è la velocità)

Rete di “costo minimo” #

Ipotesi:

  • Ingressi disponibili in forma vera e negata
  • fan-in dei gate quando serve

Una rete combinatoria, per essere considerata “di costo minimo”, è una rete con:

  • Non più di 2 gate in cascata tra ingressi e uscita
  • Minimo numero di gate
  • Minimo numero di ingressi per gate

Nota bene #

  • Il numero di gate e/o connessioni della rete di costo minimo di tipo SP è in generale diverso da quello della rete di costo minimo di tipo PS
  • E’ possibile che più espressioni dello stesso tipo (SP o PS) siano minime (abbiano cioè valori uguali di $N_{gate}, N_{conn}$ e $N_{casc} \leq 2$)

Implicanti e implicanti primi #

Viene detto implicante, un termine di $n$ ingressi che assume il valore 1 solo la dove la funzione vale 1 o per indifferenza. Un implicante che cessa di essere tale quando si rimuove un suo letterale viene detto implicante primo. Un implicante primo essenziale è l’unico ad assumere valore 1 per alcune configurazioni degli ingressi in cui la funzione assume valore 1 (non per indifferenza). L’espressione minima SP è la somma di implicanti primi essenziali.

e.g.

a b c z
0 0 0 1
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 -
1 0 0 -
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1

Implicanti rispetto alla TdV:

  • 3 termini (mintermini): $a'b'c', a'b'c, a'bc', a'bc, ab'c', abc$
  • 2 termini: $a'b', a'b, a'c, a'c', b'c', bc$
  • 1 termine: $a'$
a b c z implicanti primi attivi
0 0 0 1 a’ , b’c'
0 0 1 1 a'
0 1 0 1 a'
0 1 1 - a’ , bc
1 0 0 - b’c'
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1 bc

Implicanti primi: $a', bc$

$$ F(a,b,c) = a' + bc $$

Implicati e implicati primi #

Viene detto implicato, un termine di $n$ ingressi che assume il valore 0 solo la dove la funzione vale 0 o per indifferenza. Un implicato che cessa di essere tale quando si rimuove un suo letterale viene detto implicato primo. Un implicato primo essenziale è l’unico ad assumere valore 0 per alcune configurazioni degli ingressi in cui la funzione assume valore 0 (non per indifferenza). L’espressione minima PS è il prodotto degli implicati primi essenziali.

e.g.

a b c z
0 0 0 1
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 -
1 0 0 -
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
  • Implicati: $a+b'+c', a'+b+c, a'+b+c', a'+b'+c, a'+c, a'+b$
  • Implicati primi: $a'+c, a'+b, a+b'+c'$
  • Implicati primi essenziali: $a'+c, a'+b$
$$ F(a,b,c) = (a'+c)(a'+b) $$