Kleines Nachschlagewerk Informatik
Entwicklung von Schaltwerken
Worum geht es?
Schaltwerke kann man ähnlich wie Schaltnetze entwickeln. Ein paar Besonderheiten sind zu beachten. Das Vorgehen wird am Beispiel des Modulo-3-Zählers erläutert. Ein Modulo-Zähler zählt den Rest bei einer Division, in unserem Falle 0-1-2-0-1-2...
Erstellen der Tabelle
Analog zum Schaltnetz wird eine Tabelle erstellt. Die Ausgänge, die auch wieder als Eingang verwendet werden, werden als Eingabe mit in die Tabelle übernommen. Da bis zur zwei gezählt werden muss, sind zwei Bits notwendig.
bit1_altbit0_altbit1_neubit0_neu
0001
0110
1000
1100
Obwohl die 11 durch Zählen nicht erreicht werden kann, ist sie troztdem in der Tabelle, da der Zähler am Anfang in einer zufälligen Position ist.
Schaltwerk erstellen
Wie bisher auch, kann aus der Tabelle ein Schaltwerk erstellt werden. Bit0 wird nur 1, wenn beide Bits 0 sind (UND-Verknüpfung der negierten Signale), Bit1 wird 1, wenn Bit0 1 und Bit1 0 war.

Es ergibt sich folgende FALSCHE Schaltung.



Flipflops und Takt
Die vorgstellte Schaltung läuft sehr schnell, es ist besser, wenn das Zählen nach einem bestimmten Takt verläuft. Wie jedes derartig gesteuerte Schaltwerk braucht auch dieses Speicher, also Flipflops. Flipflops speichern den Zustand. Sind sie taktflankengesteuert, wird das Signal nur zu bestimmten Zeiten übernommen.

Dann ergibt sich folgende, nun korrekte Schaltung. Man sieht, dass ein Schaltwerk im Allgemeinen aus einem Schaltnetz und einem Speicher besteht.



Ausgabe- und Überführungsfunktion
Nicht alle Ausgänge werden zurück geführt. Die Trennung in Überführungsfunktion (also die Logik, welche schaltet) und Ausgabefunktion (die Logik, welche die Ausgangsbits bedient) ist üblich.