In breve: La sintesi è il metodo per progettare un circuito che realizza una funzione logica desiderata.
Cosa significa "sintesi"
Una rete logica è un circuito che lavora con valori 0 e 1. La sintesi è il percorso che porta dal problema al circuito finale. Si parte da una descrizione a parole. Si arriva a uno schema fatto di porte logiche.
Il percorso ha tappe ordinate. Prima si capisce cosa deve fare il circuito. Poi si scrive la funzione in forma matematica. Infine si semplifica e si disegna.
I passi della sintesi
Il primo passo è la tabella di verità. Si elencano tutte le combinazioni degli ingressi. Per ogni riga si scrive il valore dell'uscita desiderata.
Il secondo passo è scrivere la funzione logica. Si usano due forme principali. La forma SP (somma di prodotti) considera le righe con uscita uguale a 1. La forma PS (prodotto di somme) considera le righe con uscita uguale a 0.
Il terzo passo è la semplificazione. Una funzione più corta usa meno porte logiche. Meno porte significano meno costo e meno consumo. Per semplificare si usano le mappe di Karnaugh o le regole dell'algebra di Boole.
Il quarto passo è il disegno del circuito. Si traducono i termini in porte AND, OR e NOT.
Esempio pratico
Pensiamo a un allarme per la cintura dell'auto. Gli ingressi sono due: motore acceso (M) e cintura slacciata (C). L'uscita è il segnale acustico (A).
La tabella di verità ha quattro righe. L'allarme suona solo quando M=1 e C=1. La funzione è A = M · C. Basta una sola porta AND per realizzarla.
Un secondo esempio è la luce di cortesia in auto. Si accende se è aperta la porta del guidatore (P1) oppure quella del passeggero (P2). La funzione è L = P1 + P2. Serve una porta OR.
Parole difficili
- Rete logica: circuito che elabora segnali con valore 0 oppure 1.
- Tabella di verità: tabella che mostra l'uscita per ogni combinazione degli ingressi.
- Porta logica: componente base che esegue un'operazione come AND, OR o NOT.
- Forma SP: scrittura della funzione come somma di prodotti logici.
- Mappa di Karnaugh: schema grafico usato per semplificare una funzione logica.
- Algebra di Boole: insieme di regole matematiche per lavorare con i valori 0 e 1.
Riferimenti
- Norma: Riordino degli istituti tecnici
- Obiettivo formativo coperto: ob.tecnico-meccanica-meccatronica-energia.sistemi-e-automazione.cl3.logica-digitale.03