VTŠ Novi Sad Elektronika 2 - Digitalna elektronika

  • Published on
    16-Mar-2016

  • View
    119

  • Download
    10

Embed Size (px)

DESCRIPTION

VT Novi Sad Elektronika 2 - Digitalna elektronika. IMPLEMENTACIJA SEKVENCIJALN E LOGIKE. dr Zoran Mitrovi. Implementacija sekvencijalne logike. Se kv en cijalna kola Osnovni sekvencijalni elementi Kombinaciona logika Model i za predstavljanje sekvencijalnih kola - PowerPoint PPT Presentation

Transcript

  • VT Novi SadElektronika 2 - Digitalna elektronika IMPLEMENTACIJA SEKVENCIJALNE LOGIKE

    dr Zoran Mitrovi

  • Implementacija sekvencijalne logikeSekvencijalna kolaOsnovni sekvencijalni elementiKombinaciona logikaModeli za predstavljanje sekvencijalnih kolaMetoda konanih stanja (Finite-state machines)Predstavljanje memorije (stanja)Promene stanja (tranzicije)Osnovna sekvencijalna kolaPomeraki registriBrojaiProcedura projektovanjaDijagrami stanjaTabela tranzicijaFunkcije sledeeg stanja

  • Elementi stanjaPodeliti kolo na kombinacionu logiku i stanjeLokalizovati petlje povratne sprege i obezbediti da je olakano da se raskinuImplementacija elemenata memorije vodi do razliitih formi sekvencijalne logike

  • Forme sekvencijalne logikeAsinhrona sekvencijalna logika promene stanja se deavaju kad se menjaju stanja ulaza (elementi mogu da budu obine ice ili elementi kanjenja)Sinhrona sekvencijalna logika promene stanja se deavaju u definisanim koracima kroz memorijske elemente (koristei periodini talasni oblik - takt)

  • Prikaz maine konanih stanjaStanja: definisana moguim vrednostima u sekvencijalnim memorijskim elementimaTranzicija: promena stanjaTakt: dozvoljava kad stanje moe da se promeni kontrolom memorijskih elemenata Sekvencijalna logikaSekvencijalni prolazak kroz niz stanjaBazirana na sekvenci vrednosti ulaznih signalaPeriodi takta definiu elemente sekvence

  • Primer dijagrama maine konanih stanjaKombinaciona brava sa poetka kursa

  • Moe li bilo koji sekvencijalni sistem da se predstavi dijagramom stanja?Pomeraki registarUlazna vrednost predstavljena na tranzicionim lukovimaIzlazna vrednost prikazana unutar vora stanja

  • Brojai su proste maine konanih stanjaBrojaiProlaze kroz dobro definisanu sekvencu stanja kao odgovor na enableMnogo tipova brojaa: binarni, BCD, sa grejovim kodom3-bitni broja na gore: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, 000, ...3-bitni broja na dole: 111, 110, 101, 100, 011, 010, 001, 000, 111, ...

  • Kako pretvaramo dijagram stanja u logiku?BrojaTri flip-flopa pamte stanjeLogika za izraunavanje sledeeg stanjaTakt kontrolie kad moe da se promeni stanje flip-flop-aSaekati dovoljno dugo da kombinaciona logika izrauna novu vrednostNe sme se ekati predugo niske performanse

  • Procedura projektovanja maine konanih stanjaPoinje se od brojaaProsto, jer je izlaz samo stanjeProsto, jer izbor sledeeg stanja ne zavisi od ulazaDijagram stanja -> tabela prelaza iz stanja u stanjeTabularna forma dijagrama stanjaNalik na kombinacionu tabeluKodiranje stanjaOdluka o prikazu stanjaZa brojae je to prosto: samo njegova vrednostImplementacijaFlip-flop za svaki bit stanjaKombinaciona logika bazirana na kodiranju

  • Procedura projektovanja maine konanih stanja: dijagram stanja -> tabela prelaza iz stanja u stanjeTabularna forma dijagrama stanjaNalik na kombinacionu tabelu (specifirati izlaze za sve ulazne kombinacije)Kodiranje stanja: prosto za brojae samo se koristi vrednost

  • ImplementacijaD flip-flop za svaki bit stanjaKombinaciona logika bazirana na kodiranjuN1:= C1'N2:= C1C2' + C1'C2:= C1 xor C2N3:= C1C2C3' + C1'C3 + C2'C3:= C1C2C3' + (C1' + C2')C3:= (C1C2) xor C3notacija koja pokazuje koja funkcija predstavlja ulaz u D-FF

  • Implementacija (nastavak)Programabilni blok za graenje sekvencijalne logikeMakro-elija: FF + logikaD-FFSposobnost logike u dva nivoa, nalik na PAL (npr., 8 proizvodnih izraza)

  • Jo jedan primerPomeraki registarUlaz odreuje sledee stanjeN1:= InN2:= C1N3:= C2

  • Primer kompleksnijeg brojaaKompleksni brojaPonavlja pet stanja u sekvenciNije prikaz binarnih brojevaKorak 1: Nacrtati dijagram tranzicije stanjaBrojaka sekvenca: 000, 010, 011, 101, 110Korak 2: Nacrtati tabelu tranzicije stanja iz dijagrama tranzicije stanjaprimetiti stanja nije-vano koja su ustvari nekorieni kodovi stanja

  • Primer kompleksnijeg brojaa (nastavak)Korak 3: K-mape za funkciju sledeeg stanjaC+ := AB+ := B' + A'C'A+ := BC'

  • Primer kompleksnijeg brojaa (nastavak)Ukljuiti i stanja nije-vano u tabelu tranzicija, da se definie nain kako se broja vraa u projektovani sled

  • Samo-startujui brojaiPoetna stanjaPrilikom ukljuenja broja moe da bude i u nekorienom ili u ne-validnom stanjuProjektant mora da obezbedi da broja radi i kad ue u ne-validno stanjeReenje sa samo-startovanjemProjektovati broja tako da ne-validna stanja prelaze u validnaMoe da se ogranii rad sa stanjima nije-vano

  • Model stanja (State Machine)Vrednosti koje se uvaju u registrima predstavljaju stanje kolaKombinaciona logika rauna:Sledee stanjeFunkcija sadanjeg stanja i ulazaIzlazeFunkcija sadanjeg stanja i ulaza (Mealy-jeva maina)Funkcija samo sadanjeg stanja (Moore-ova maina)

  • Model stanja (nastavak)Stanja: S1, S2, ..., SkUlazi: I1, I2, ..., ImIzlazi: O1, O2, ..., OnFunkcija tranzicije: Fs(Si, Ij)Izlazna funkcija: Fo(Si) or Fo(Si, Ij)

  • Primer: Automat za prodajuIzbaciti proizvod nakon to je ubaeno 15 dinaraJedan prorez za ubacivanje novca, samo metalni 5 i 10 dinaraNema vraanja novcaVending Machine FSMNDResetTaktOtvaranjeSenzor noviamehanizam za izbacivanje proizvoda

  • Primer: Automat za prodaju (nastavak)Pogodan prikazProuiti tipine ulazne sekvence:3 novia od 5 din5 din, zatim 10 din10 din, zatim 5 din2 novia od 10 dinNacrtati dijagram stanja:Ulazi: N (5 din), D (10 din), resetIzlaz: otvaranje vratanaca Pretpostavke:Pretpostavimo da su u jednom ciklusu prihvaeni N i DSvako stanje ima petlju za N = D = 0 (nema novia)

  • Primer: Automat za prodaju (nastavak)Minimizirati broj stanja koristiti definisano stanje kad god je mogue

  • Primer: Automat za prodaju (nastavak)Jedinstveno kodiranje stanja sadanje ulazisledee izlaz stanje stanje Q1Q0DND1D0 otvaranje 0000 000 01010 10100 11 0100 010 01100 10110 11 1000 100 01110 10110 11 11 111

  • Primer: Automat za prodaju (nastavak)Mapiranje u logikuD1 = Q1 + D + Q0 ND0 = Q0 N + Q0 N + Q1 N + Q1 DOPEN = Q1 Q0

  • Primer: Automat za prodaju (nastavak)Kodiranje za sluaj da je samo jedan ulaz aktivan sadanje ulazi sledee izlaz stanje stanje Q3Q2Q1Q0DND3D2D1D0otvaranje 00010000010 0100100 1001000 11----- 00100000100 0101000 1010000 11----- 01000001000 0110000 1010000 11----- 1000--10001D0 = Q0 D ND1 = Q0 N + Q1 D ND2 = Q0 D + Q1 N + Q2 D ND3 = Q1 D + Q2 D + Q2 N + Q3OPEN = Q3

  • Jedna implementacija detektora ivice"Ad hoc" reenje - nije minimalno, ali je jeftino i brzo

Recommended

View more >