Logické obvody 5.11.2007

1

2007 Logické obvody - FSM 1

Sekvenční obvodyDefinice

Postup návrhuRealizace

Logické obvody 6

2007 Logické obvody - FSM 2

Sekvenční chování

Sekvenční logický obvod

??

Y(t) = f(X(t), X(t-1), ...., X(t-i))X(t)X(t-1),X(t-i), ....

Logické obvody 5.11.2007

2

2007 Logické obvody - FSM 3

2007 Logické obvody - FSM 4

Logické obvody 5.11.2007

3

2007 Logické obvody - FSM 5

8 Kaplanových turbín

2007 Logické obvody - FSM 6

Logické obvody 5.11.2007

4

2007 Logické obvody - FSM 7

2007 Logické obvody - FSM 8

Logické obvody 5.11.2007

5

2007 Logické obvody - FSM 9

2007 Logické obvody - FSM 10

Logické obvody 5.11.2007

6

2007 Logické obvody - FSM 11

Obecný (Huffmannův) model sekvenčního obvodu

synchronníCLK

2007 Logické obvody - FSM 12

Sekvenční logický obvod –konečný automat - FSM

Logické obvody 5.11.2007

7

2007 Logické obvody - FSM 13

Obecný (Huffmannův) model sekvenčního obvodu

CLK

X Y

Q

Výstupnífunkce - λ

Přechodová funkce - δ

Q0 .... Reset

2007 Logické obvody - FSM 14

K.č.1 FF K.č.2

X Y

Q

K.č.1 FF

K.č.2X Y

Q

Moore – state-based

Mealy – input-based

Logické obvody 5.11.2007

8

2007 Logické obvody - FSM 15

Postup návrhu sekvenčního obvodu

1. Slovní popis2. Graf přechodů3. Tabulky přechodů a výstupů 4. Zakódování vstupů, výstupů a vnitřních stavů5. (Zakódované tabulky přechodů a výstupů)6. Minimalizace výrazů pro budící vstupy

vybraného typu klopných obvodů (mapy)7. Minimalizace výrazů pro výstupní funkce8. Realizace z (předepsaného typu) hradel9. Výpočet hodinové frekvence

2007 Logické obvody - FSM 16

Čítač M3 –modulo 3

Zde:výstupy v kódu

1zN,vnit řní stavy

V kódubinárním

Logické obvody 5.11.2007

9

2007 Logické obvody - FSM 17

Příklady

• Navrhněte SSO se dvěma vstupy a, z a jedním výstupem b, který bude převádět sériově vstupující binární číslo A v doplňkovém kódu na číslo B opačné k A. A vstupuje nejnižším řádem napřed, zindikuje začátek čísla A. (jestliže je z=1, na vstupu je nejnižší řád A).

• Poznámka: automat není iniciální

2007 Logické obvody - FSM 18

Graf přechodů

... Tabulka p řechod ů a výstup ů

Logické obvody 5.11.2007

10

2007 Logické obvody - FSM 19

Klopné obvody - asynchronní

RS Q Y1 1 0 01 0 0 10 1 1 00 0 ? ? - závisí na předchozím stavu

!!!

Klasické zapojení asynchronního R-S klopného obvodu

A B NOR

0 0 10 1 01 0 01 1 0

2007 Logické obvody - FSM 20

A B NAND

111

0 00 11 01 1 0

Klopné obvody - asynchronní

„Podobné“ chování má obvod složený z hradel NAND:

Jde o asynchronní R-S klopný obvod s inverzními vstupy, pamatuje při vstupech 11 a při kombinaci 00závisí na předchozím stavu, 0 na S nastavuje Q do 1.

Logické obvody 5.11.2007

11

2007 Logické obvody - FSM 21

Klopné obvody - úrovňové

Výhodnější – použití 4 NAND

2007 Logické obvody - FSM 22

„Zakázaný stav“.....

Q

Q

OutA

B

OutA

B

S

R

CLK

1

1

1

0

0

1

1

Logické obvody 5.11.2007

12

2007 Logické obvody - FSM 23

„Zakázaný stav“.....

Q

Q

OutA

B

OutA

B

S

R

CLK

1

1

0

1

1

101?

110?

2007 Logické obvody - FSM 24

Klopné obvody – hranové(Master –Slave)

Logické obvody 5.11.2007

13

2007 Logické obvody - FSM 25

Klopný obvod D – hranový, reagující na náběžnou hranu

2007 Logické obvody - FSM 26

Tabulky budících funkcí klopných obvodů (excitační tabulky)

Logické obvody 5.11.2007

14

2007 Logické obvody - FSM 27

... tabulky budících funkcí klopných obvodů (excitační tabulky)

2007 Logické obvody - FSM 28

Zhuštěná excitační tabulka