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Término que no importa

En lógica digital , un término de no importa [1] [2] (abreviado DC , históricamente también conocido como redundancias , [2] irrelevancias , [2] entradas opcionales , [3] [4] combinaciones inválidas , [5] [4] [6] combinaciones vacías , [7] [4] combinaciones prohibidas , [8] [2] estados no utilizados o restos lógicos [9] ) para una función es una secuencia de entrada (una serie de bits) para la cual la salida de la función no importa. Una entrada que se sabe que nunca ocurre es un término de no puede suceder . [10] [11] [12] [13] Ambos tipos de condiciones se tratan de la misma manera en el diseño lógico y pueden denominarse colectivamente condiciones de no importa para abreviar. [14] El diseñador de un circuito lógico para implementar la función no necesita preocuparse por dichas entradas, sino que puede elegir la salida del circuito arbitrariamente, generalmente de modo que el circuito resultante sea el más simple, más pequeño, más rápido o más barato ( minimización ) o se minimice el consumo de energía. [15] [16]

Los términos de no importa son importantes de considerar al minimizar el diseño de circuitos lógicos, incluidos métodos gráficos como los mapas de Karnaugh-Veitch y métodos algebraicos como el algoritmo de Quine-McCluskey . En 1958, Seymour Ginsburg demostró que la minimización de estados de una máquina de estados finitos con condiciones de no importa no necesariamente produce una minimización de elementos lógicos. La minimización directa de elementos lógicos en tales circuitos era computacionalmente impráctica (para sistemas grandes) con la potencia de cómputo disponible para Ginsburg en 1958. [17]

Ejemplos

Ejemplos de términos que no importan son los valores binarios 1010 a 1111 (10 a 15 en decimal) para una función que toma un valor decimal codificado en binario (BCD), porque un valor BCD nunca toma tales valores (las llamadas pseudo-tetradas ); en las imágenes, el circuito que calcula la barra inferior izquierda de una pantalla de 7 segmentos se puede minimizar a a b + a c mediante una elección apropiada de salidas de circuito para dcba = 1010…1111 .

Los registros de solo escritura , como los que se encuentran frecuentemente en hardware antiguo, suelen ser una consecuencia de optimizaciones indiferentes en el equilibrio entre la funcionalidad y la cantidad de puertas lógicas necesarias. [18]

Los estados de no importancia también pueden ocurrir en esquemas de codificación y protocolos de comunicación . [nb 1]

Valor X

"No importa" también puede referirse a un valor desconocido en un sistema lógico multivaluado , en cuyo caso también puede llamarse valor X o " no sé " . [19] En el lenguaje de descripción de hardware Verilog, dichos valores se denotan con la letra "X". En el lenguaje de descripción de hardware VHDL, dichos valores se denotan (en el paquete lógico estándar) con la letra "X" (desconocido forzado) o la letra "W" (desconocido débil). [20]

En hardware no existe un valor X. En simulación, un valor X puede resultar de dos o más fuentes que impulsan una señal simultáneamente, o de que no se haya alcanzado la salida estable de un flip-flop . Sin embargo, en hardware sintetizado, el valor real de dicha señal será 0 o 1, pero no se podrá determinar a partir de las entradas del circuito. [20]

Estados de encendido

Se necesitan consideraciones adicionales para circuitos lógicos que involucran alguna retroalimentación . Es decir, aquellos circuitos que dependen de la(s) salida(s) anterior(es) del circuito así como de sus entradas externas actuales. Tales circuitos pueden ser representados por una máquina de estados . A veces es posible que algunos estados que nominalmente son condiciones que no pueden suceder puedan generarse accidentalmente durante el encendido del circuito o por interferencia aleatoria (como radiación cósmica , ruido eléctrico o calor). Esto también se llama entrada prohibida . [21] En algunos casos, no hay ninguna combinación de entradas que pueda salir de la máquina de estados a un estado operativo normal. La máquina permanece atascada en el estado de encendido o puede moverse solo entre otros estados que no pueden suceder en un jardín amurallado de estados. Esto también se llama bloqueo de hardware o error de software . Estos estados, aunque nominalmente no pueden suceder, no son de indiferencia, y los diseñadores toman medidas para garantizar que realmente no puedan suceder, o bien, si suceden, crean una alarma de indiferencia que indica un estado de emergencia [21] para la detección de errores , o son transitorios y conducen a un estado operativo normal. [22] [23] [24]

Véase también

Notas

  1. ^ Algunos ejemplos de esquemas de codificación con estados de no importancia incluyen la codificación Hertz , la codificación Chen-Ho y el decimal densamente empaquetado (DPD).

Referencias

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Lectura adicional