Schaltnetz

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Der Begriff Schaltnetz (engl.: combinational circuit oder combinatorial circuit) wird in der technischen Informatik verwendet. Er bezeichnet ein Netz aus elementaren logischen Schaltgliedern (Gattern), die heutzutage technisch mit Transistoren realisiert werden (mehrere Transistoren für jedes Gatter) und theoretisch mit Hilfe der Booleschen Algebra untersucht werden können.

Allgemeines[Bearbeiten]

Schaltnetz: y = f(x)

Ein Schaltnetz stellt die schaltungstechnische Realisierung einer Booleschen Funktion dar. Jede Boolesche Funktion kann mittels eines Schaltnetzes dargestellt werden. Umgekehrt können nicht alle Eigenschaften (zum Beispiel Zeitverzögerung) eines Schaltnetzes, das aus elektronischen Bauteilen aufgebaut wurde, durch eine Boolesche Funktion dargestellt werden.

Das Schaltnetz verknüpft also Boolesche Eingangsvariablen (zusammengefasst im Eingangsvektor x), welche die Werte 1 oder 0 (wahr oder falsch) annehmen können, durch eine Boolesche Funktion (f). Die Variablenwerte werden für das Schaltnetz durch Spannungswerte an den Eingangsleitungen dargestellt (zum Beispiel 5 V für 1 und Masse für 0). An den Ausgangsleitungen liegen dann Werte (Ausgangsvektor y) an, die abhängig von den Eingangswerten und der Booleschen Verknüpfungsfunktion sind.

Das Bild zeigt ein Schaltnetz, welches die Boolesche Funktion y = f (x) realisiert.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Liegt zu einem Zeitpunkt ein Wert x am Eingang des Schaltnetzes an, dann hängt der Wert y am Ausgang nur zu diesem Zeitpunkt von x ab. Die Zeitverzögerung wird auf der logischen Ebene vernachlässigt, da ein Schaltnetz keine Speicherglieder (Flip-Flops) enthält. Bei einem Schaltnetz können innere Zustände von außen nicht unterschieden werden.

Einordnung[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Hans Liebig, Stefan Thome: Logischer Entwurf digitaler Systeme. 3. Auflage, Springer, Heidelberg 1996, ISBN 3-540-61062-6
  • Wolfram Schiffmann, Robert Schmitz: Technische Informatik 1. Grundlagen der digitalen Elektronik. 5. Auflage, Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-40418-X
  • Heinz-Dietrich Wuttke, Karsten Henke: Schaltsysteme – Eine automatenorientierte Einführung. Pearson Studium, München 2003, ISBN 3-8273-7035-3