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逻辑设计 | 布尔运算方程 | 最小值和最大值 | Karnaugh 的无关项 不关心

最编程 2024-06-11 11:07:06
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Ⅰ. 前置知识:最大小项、布尔方程

0x00 卡诺图的定义

???? 定义:布尔方程

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  • letter :一个常数或一个变量
  • literal : 一个字母或其补码

eg.

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0x01 乘积项与合项(Product and Sum term)

乘积项(Product term):

Product term (product, term)
    1
    a non-constant literal
    a conjunction of non-constant literals where no letter appears      
        more than once

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例如:

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,本算式中,
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就是一个乘积项

合项(Sum term):

Sum term
    0
    a non-constant literal
    a disjunction of non-constant literals where no letter appears 
        more than once

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0x02 最小项与最大项(Minterm and Maxterm)

???? 最小项的定义:

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个变量
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的最小项是
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个因子的乘积。

一个函数的某个乘积项包含了函数的全部变量,

其中 每个变量 都以它的 原变量 或 反变量的形式 在乘积中出现,且 仅出现一次

我们称这个乘积项为该函数的一个标准积项 —— 最小项 (Minterm) 。

简单来说,最小项就是所有变量从头到尾只用一次的乘积项 (product term),比如变量

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我们通常用小写字母

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 来表示最小项,这里的
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为下标,其确定方式如下:

将最小项中的原变量记为 1,非变量记为 0,当变量顺序确定后,可以按顺序排列成一个二进制数,与这个二进制数相对应的十进制数就是该最小项的下标

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若将原变量记为 1,反变量记录 0,则对应十进制后的值则为

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的表示方式:

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既然下标

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已经确认,我们就可以将
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记为:

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???? 最大项的定义:

对于一个

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变量的函数,该和项包括
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个变量中的每一个变量。

一个函数的某个和项包含了函数的全部变量,

每个变量 都以 原变量 或 反变量的形式 出现一次,且 仅出现一次

我们称这个求和项为该函数的一个标准和项 —— 最大项 (Maxterm) 。

所有变量从头到尾只用一次的合项 (sum term),称为最大项。比如变量

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我们通常用大写字母

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 来表示最大项,最大项下标
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确定方式与最小项下标的取值恰好相反。

若将原变量记为 0,反变量记录 1(与最小项相反),三个变量形成的八个最大项记为:

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(这里采用了 "拔" 的写法,这也是可以的,某些教材是采用 ' 表示的,只是表示方法不同)

???? 参照表:

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变量的极小项与极大项

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0x03 布尔方程式(Boolean function)

  • 积之合 (Sum of product) ,简写为 ,用符号  表示。
  • 析取范式 (disjunctive normal form) ,简写为 ,用符号   表示。