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デジタルロジック では、関数に対するドントケア項[1] [2]（略称DC、歴史的には冗長性、[2] 無関係性、[2] オプションのエントリ、[3] [4] 無効な組み合わせ、[5] [4] [6] 空の組み合わせ、[7] [4] 禁じられた組み合わせ、[8] [2] 未使用の状態または論理剰余[9]とも呼ばれる）は、関数の出力が重要ではない入力シーケンス（一連のビット）です。決して発生しないとわかっている入力は、発生できない項です。[10] [11] [12] [13]これらの両方のタイプの条件は、ロジック設計では同じように扱われ、簡潔にするためにまとめてドントケア条件と呼ばれることがあります。[14]機能を実装する論理回路の設計者は、そのような入力を気にする必要はなく、回路の出力を任意に選択することができ、通常は最も単純で、最も小さく、最も速く、または最も安価な回路（最小化）が得られるか、消費電力が最小化される。[15] [16]
ドントケア項は、カルノー・ヴィーチマップのようなグラフィカルな手法やクワイン・マクラスキーアルゴリズムのような代数的手法を含む論理回路設計の最小化において考慮する必要がある。1958年、シーモア・ギンズバーグは、ドントケア条件を持つ有限状態機械の状態の最小化が必ずしも論理要素の最小化をもたらすわけではないことを証明した。1958年、ギンズバーグが利用できた計算能力では、そのような回路の論理要素を直接最小化することは計算上非現実的であった（大規模システムの場合）。[17]
例
ドントケア項の例としては、2進化10進数(BCD)値を取る関数の2進値1010～1111(10進数では10～15)が挙げられます。これは、BCD値がこのような値を取ることはないためです(いわゆる疑似4進数)。図では、 7セグメントディスプレイの左下のバーを計算する回路は、dcba = 1010…1111の回路出力を適切に選択することで、a b + a cに最小化できます。
古いハードウェアによく見られる書き込み専用レジスタは、機能性と必要な論理ゲートの数とのトレードオフにおけるドントケア最適化の結果であることが多い。[18]
ドントケア状態は、エンコード方式や通信プロトコルでも発生する可能性があります。[注 1]
X値
「ドントケア」は、多値ロジックシステム内の未知の値を指すこともあり、その場合はX値またはドント・ノウとも呼ばれる。[19] Verilog ハードウェア記述言語では、このような値は文字「X」で示される。VHDLハードウェア記述言語では、このような値は（標準ロジックパッケージでは）文字「X」（強制未知）または文字「W」（弱い未知）で示される。[20]
X値はハードウェアには存在しません。シミュレーションでは、2つ以上のソースが同時に信号を駆動したり、フリップフロップの安定した出力に到達しなかったりすることでX値が生成されることがあります。ただし、合成ハードウェアでは、そのような信号の実際の値は0または1のいずれかになりますが、回路の入力からは決定できません。[20]
パワーアップ状態
何らかのフィードバックを伴う論理回路については、さらに考慮する必要がある。つまり、回路の以前の出力と現在の外部入力に依存する回路である。このような回路は、ステートマシンで表すことができる。名目上は起こり得ない状態であるいくつかの状態が、回路の起動時やランダムな干渉（宇宙線、電気的ノイズ、熱など）によって偶然生成される可能性がある。これは禁制入力とも呼ばれる。[21]場合によっては、ステートマシンを出て通常の動作状態に移行できる入力の組み合わせがない。マシンは起動状態のままになるか、壁で囲まれた状態庭園内の他の起こり得ない状態の間でのみ移動できる。これは、ハードウェアロックアップまたはソフトエラーとも呼ばれる。このような状態は、名目上は起こり得ないものの、ドントケアではないため、設計者は、実際に起こり得ないようにするか、あるいは、もし起こった場合には、エラー検出のために緊急状態を示すドントケアアラーム[21]を生成するか、一時的なもので通常の動作状態につながるようにするかのいずれかの措置を講じます。[22] [23] [24]
参照
注記
- ^ ドントケア状態を持つエンコード方式の例としては、ヘルツエンコード、チェンホーエンコード、高密度パック10進数（DPD）などがあります。
参考文献
- ^ Karnaugh, Maurice (1953 年 11 月) [1953-04-23, 1953-03-17]. 「組み合わせ論理回路の合成のためのマップ法」(PDF) .米国電気学会誌、第 1 部: 通信とエレクトロニクス. 72 (5): 593–599. doi :10.1109/TCE.1953.6371932. S2CID 51636736. 論文 53-217. 2017 年 4 月 16 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2017年 4 月 16 日に取得。（7ページ）
- ^ abcd Phister, Jr., Montgomery (1959年4月) [1958年12月].デジタルコンピュータの論理設計. デジタル設計と応用 (第3刷、第1版). ニューヨーク、アメリカ合衆国: John Wiley & Sons Inc. p. 97. ISBN 0-47168805-3. LCCN 58-6082. MR 0093930. ISBN 978-0-47168805-1 . p. 97: […] これらの禁止された組み合わせは、ここでは
冗長性
と呼ばれます
(これらは、無関係性、"don't cares"、禁止された組み合わせとも呼ばれます)。これらは通常、ブール関数を簡略化するために使用できます。[…]
（16+408ページ）
- ^ Caldwell, Samuel Hawks (1958-12-01) [1958年2月]。マサチューセッツ州ウォータータウンで執筆。スイッチング回路と論理設計。1963年9月第5刷（第1版）。ニューヨーク、米国：John Wiley＆Sons Inc. ISBN 0-47112969-0LCCN 58-7896 。（xviii+686ページ）
- ^ abc Moore, Edward Forrest (1958 年 12 月)。「Samuel H. Caldwell. スイッチング回路と論理設計。John Wiley & Sons, Inc.、ニューヨーク 1958 年、および Chapman & Hall Limited、ロンドン 1958 年、xvii + 686 ページ」。The Journal of Symbolic Logic (Review)。23 ( 4): 433–434。doi :10.2307/2964020。JSTOR 2964020。S2CID 57495605。p . 433: [ …] Caldwell が「オプションのエントリ」と呼ぶもの […] 他の著者は「
無効な組み合わせ」、「ドント ケア」、「空虚な組み合わせ」と呼んでいます […]
（2ページ） - ^ Keister, William; Ritchie, Alistair E.; Washburn, Seth H. (1951). The Design Of Switching Circuits. The Bell Telephone Laboratories Series (1 ed.). D. Van Nostrand Company, Inc. p. 147. 2020-05-09時点のオリジナルよりアーカイブ。2020-05-09に取得。[1] (2+xx+556+2ページ)
- ^ マーカス、ミッチェル・ポール[ウィキデータにて] (1970年頃)。 「第 6 章。表による単純化方法: オプションの組み合わせ」。米国ニューヨーク州エンディコット / ビンハンプトンの IBM で執筆されました。エンジニア向けのスイッチング回路。キューバ、ハバナ: Edicion Revolucionaria、Instituto del Libro。 70–72 ページ [71]。 19 No.1002。（xiv+2+296+2ページ）
- ^ エイケン、ハワード H. ;ブラーウ、ゲリット; バークハート、ウィリアム; バーンズ、ロバート J.; カリ、ロイド; カネパ、ミシェル; チャンパ、カルメラ M.; クーリッジ、チャールズ A. ジュニア; フカリル、ジョセフ R.; ガッド、ジュニア、J. オルテン; グッカー、フランク F.; ハー、ジョン A.; ホーキンス、ロバート L.; ヘイズ、マイルズ V.; ホフハイマー、リチャード; ハルム、ウィリアム F.; ジェニングス、ベティ L.; ジョンソン、スタンリー A.; カリン、セオドア; キンケイド、マーシャル; ルッキーニ、E. エドワード; ミンティ、ウィリアム; ムーア、ベンジャミン L.; レム、ジョセフ; リン、ロバート J.; ロッシュ、ジョン W.; サンボード、ジャクリーン; セモン、ウォーレン L.; シンガー、セオドア; Smith, Dexter; Smith, Leonard; Strong, Peter F.; Thomas, Helene V.; Wang, An ; Whitehouse, Martha L.; Wilkins, Holly B.; Wilkins, Robert E.; Woo, Way Dong; Little, Elbert P.; McDowell, M. Scudder (1952) [1951年1月]。電子計算および制御回路の合成。ハーバード大学計算研究所紀要。第XXVII巻（第2刷、改訂版）。Write-Patterson空軍基地：ハーバード大学出版局（マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国）/ Geoffrey Cumberlege Oxford University Press（ロンドン）。ark:/13960/t4zh1t09d。2017年4月16日閲覧。(2+x+278+2 ページ) (注: 作業は 1948 年 4 月に開始されました。)
- ^ Kautz, William H. (1954年6月). 「デジタルコンピュータ向けの最適化されたデータエンコーディング」. IREの大会記録、1954年全国大会、第4部 - 電子コンピュータと情報理論。セッション19：情報理論III - 速度と計算。スタンフォード研究所、スタンフォード、カリフォルニア州、米国：IRE：47–57。2020年7月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年7月3日閲覧。[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12] （11ページ）
- ^ Rushdi, Ali Muhammad Ali; Badawi, Raid Mohammad Salih (2017年1月). 「ブール分析におけるカルノーマップの利用：戦争終結のケース」. Journal of Engineering and Computer Sciences . 質的比較分析. 10 (1). キング・アブドゥルアズィーズ大学電気・コンピュータ工学部、ジェッダ、サウジアラビア / カシム大学：53–88 [54–55, 57, 61–63]. Rabi'II 1438H. 2021-02-16にオリジナルからアーカイブ。2021-02-17に閲覧。[13]
- ^ Morris, Noel Malcolm (1969 年 1 月) [1968-12-16]. 「コードとコードコンバーター - パート 2: マッピング手法とコードコンバーター」(PDF) . Wireless World . 75 (1399). Iliffe Technical Publications Ltd. : 34–37. 2021-03-09 にオリジナルからアーカイブ(PDF)されました。2020-05-09に取得。[14]
- ^ モリス、ノエル・マルコム (1969)。論理回路。ヨーロッパ電気電子工学シリーズ (第 1 版)。ロンドン、イギリス: McGraw -Hill。pp . 31、96、114。ISBN 0-07094106-8. LCCN 72458600. ISBN 978-0-07094106-9 . NCID BA12104142 . 2021-03-28取得. p. 31:
[…]
起こり得ない
状態として知られていることもあります […]
(x+189ページ)
- ^ 国際計算アナログ協会 (AICA)、編。 (1970) [1969-09-15]。 "未知"。コロッケ国際/国際シンポジウム。システム論理: 論理システムの概念と応用 / 設計と応用。法律/議事録。ブリュッセル、1969 年 9 月 15 ～ 20 日 / ブリュッセル、1969 年 9 月 15 ～ 20 日。 (英語とフランス語)。パート 2. ベルギー、ブリュッセル: Presses Académiques Européennes: 1253 。2021年3月28日閲覧。
{{cite journal}}:引用は一般的なタイトルを使用します (ヘルプ) (xxxiii+650+676 ページ) - ^ ホールズワース、ブライアン、ウッズ、クライヴ (2002)。デジタルロジックデザイン (第4版)。ニューネスブックス/エルゼビアサイエンス。pp. 55–56, 251。ISBN 0-7506-4588-2. ISBN 978-0-08047730-5 . 2020年4月19日閲覧。
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: ISBN エラーを無視 (リンク)（519ページ）[15] - ^ Strong, John A., ed. (2013-03-12) [1991]. 「第2章11 ハザードとグリッチ」.ベーシックデジタルエレクトロニクス. 物理学とその応用. 第2巻（第1版の再版）. Chapman & Hall / Springer Science & Business Media, BV pp. 28–29. ISBN 978-9-40113118-6. LCCN 90-2689 . 2020年3月30日閲覧。（220ページ）
- ^ Iman, Sasan; Pedram, Massoud (1998) [1997-11-30]. 「第 6 章 低電力のためのロジック最小化」。米国カリフォルニア州南カリフォルニア大学で執筆。低電力 VLSI 設計のためのロジック合成(第 1 版)。米国マサチューセッツ州ボストン / 米国ニューヨーク州: Kluwer Academic Publishers / Springer Science+Business Media, LLC。pp. 109–148 [110]。doi : 10.1007 /978-1-4615-5453-0_6。ISBN 978-0-7923-8076-4. LCCN 97-042097. 2024年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2024年7月26日閲覧。（xv+236ページ）[16]
- ^ Maiti, Tapas Kr.; Chattopadhyay, Santanu (2008-05-18). VLSI 回路テストにおける電力最小化のための Don't care 充填. 2008 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS) (第 1 版). シアトル、ワシントン州、米国: Institute of Electrical and Electronics Engineers . pp. 2637–2640. doi :10.1109/ISCAS.2008.4541998. eISSN 2158-1525. ISBN 978-1-4244-1683-7. ISSN 0271-4302.
- ^ Ginsburg, Seymour (1959-04-01). 「シーケンシャルマシンにおける余分な状態の削減について」Journal of the ACM . 6 (2): 259–282. doi : 10.1145/320964.320983 . S2CID 10118067.
- ^ Toshiba 8 ビットマイクロコントローラ TLCS-870/C シリーズ TMP86PM29BUG (第 2 版)。東芝株式会社。2008-08-29 [2007-10-11]。p. 61。2020-04-19 にオリジナルからアーカイブ。p. 61:
[…] WDTCR1 は書き込み専用レジスタであり、読み取り-変更-書き込み命令では使用できません。WDTCR1 が読み取られると、don't care が読み取られます。[…]
（9+vi+190ページ） - ^ Katz, Randy Howard (1994) [1993 年 5 月]。「第 2.2.4 章 不完全に指定された関数」。米国カリフォルニア州バークレーで執筆。Contemporary Logic Design (第 1 版)。米国カリフォルニア州レッドウッドシティ: The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. p. 64。ISBN 0-8053-2703-7. 32703-7. p. 64:
[…] 出力関数には、決して遭遇することのない入力の組み合わせごとに値「X」があります。真理値表で使用される場合、値 X はしばしばdon't careと呼ばれます。これを、多くのロジック シミュレーターによって報告される値 X と混同しないでください。この値は、未定義値またはdon't knowを表します。回路の実際の実装では、don't care ケースに対して何らかの出力が生成されます。 […]
（2+xxviii+699+10+2ページ） - ^ ab Naylor, David; Jones, Simon (1997 年 5 月)。VHDL: ロジック合成アプローチ (第 1 版の再版)。Chapman & Hall / Cambridge University Press / Springer Science & Business Media。pp . 14–15, 219, 221。ISBN 0-412-61650-5. 2020年3月30日閲覧。(x+327ページ)
- ^ ab Lind, Larry Frederick; Nelson, John Christopher Cunliffe (1977-04-01). 「2.3.7. Don't cares」. シーケンシャルデジタルシステムの分析と設計. 電気および電子工学 (第 1 版). ロンドンおよびベイジングストーク、英国: The Macmillan Press Ltd. pp. 20, 121–122. doi :10.1007/978-1-349-15757-0. ISBN 0-333-19266-4. 2020年4月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年4月30日閲覧。（4+viii+146+6ページ）
- ^ Kumar, Ramayya; Kropf, Thomas 編 (1995)。「回路設計における定理証明器」。第 2 回国際会議 TPCD '94 の議事録、Bad Herrenalb、ドイツ、1994 年 9 月 26 ～ 28 日。コンピュータ サイエンスの講義ノート。第 901 巻 (第 1 版)。Springer -Verlag Berlin Heidelberg。p . 136。doi : 10.1007/3-540-59047-1。ISBN 978-3-540-59047-7. ISSN 0302-9743. S2CID 42116934 . 2020年3月30日閲覧。（viii+312ページ）
- ^ 「Power-Up Don't Care ロジック オプション」。Quartus ヘルプ。Intel Corporation。2017年。2020 年 4 月 19 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年 4 月 19 日閲覧。
- ^ 「レジスタ <name> のパワーアップ レベルが指定されていません - 指定されていないパワーアップ レベルを使用しています」。ナレッジ ベース。Intel Corporation。2020年。2020 年 4 月 19 日のオリジナルからアーカイブ。2020年 4 月 19 日に取得。
さらに読む
- Binder, Robert V.; Beizer, Boris (2000)。『オブジェクト指向システムのテスト: モデル、パターン、ツール』。Addison-Wesley オブジェクト テクノロジー シリーズ (イラスト入り改訂版)。Addison - Wesley Professional。ISBN 978-0-20180938-1. ISBN 0-20180938-9 . 2020年8月5日閲覧。 （1191ページ）
- 「第 6 章 マイクロコンピュータ システム コンポーネント データ シート - EPROM と ROM: I. PROM と ROM プログラミング命令 - B3. 非 Intellec Hex 紙テープ形式、C1. Intellec Hex コンピュータ パンチ カード形式、C2. PN コンピュータ パンチ カード形式」。MCS-80 ユーザーズ マニュアル (MCS-85 の紹介付き)。Intel Corporation。1977年 10 月 [1975]。pp. 6–77、6–79。98-153D。2020年 2 月 27 日閲覧。[17][18] （注：プログラム可能なメモリチップ内のアドレス範囲には「ドントケア」データという用語を使用します。このアドレス範囲には特定の値を含める必要がなく、プログラミング命令では未定義のままにすることができます。）