Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Συνδυαστικά Κυκλώματα (Combinational Circuits) Εξοδος οποιαδήποτε στιγμή εξαρτάται μόνο από τις τιμές στην είσοδο την ίδια στιγμή.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Συνδυαστικά Κυκλώματα (Combinational Circuits) Εξοδος οποιαδήποτε στιγμή εξαρτάται μόνο από τις τιμές στην είσοδο την ίδια στιγμή."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Συνδυαστικά Κυκλώματα (Combinational Circuits) Εξοδος οποιαδήποτε στιγμή εξαρτάται μόνο από τις τιμές στην είσοδο την ίδια στιγμή

2 Ακολουθιακά Κυκλώματα (Sequential Circuits) AποθηκεύουνAποθηκεύουν κατάσταση (state) σε μορφή bits. Η έξοδος εξαρτάται από την είσοδο στο παρών και την παρούσα κατάσταση. Η επόμενη κατάσταση εξαρτάται από την παρούσα κατάσταση και είσοδο

3 Σύγχρονα και Ασύγχρονα Ακολουθιακά Κυκλώματα Aσύγχρονα: συμπεριφορά μπορεί να επηρεαστεί ανά πάσα στιγμή όταν αλλάζουν οι τιμές στην είσοδο Σύγχρονα: συμπεριφορά ορίζεται σε διάκριτα χρονικά σημεία –συγχρονισμός επιτυγχάνεται με χρηση ρολογιού –clock: παράγει μια περιοδική σειρά παλμών ακολουθιακά κυκλώματα με ρολόι –σύγχρονα κυκλώματα βασίζονται σε ασύγχρονα και ρολόι

4 Σύγχρονα Ακολουθιακά Κυκλώματα με Ρολόι Η κατάσταση μπορεί να αλλάξει μόνο όταν υπάρξει παλμός στην είσοδο ρολογιού

5 Βασικά Κυκλώματα για Αποθήκευση Ασύγχρονα: Mανταλωτές - Latches –τυπικά 1 ή 2 εισόδους –αποθηκεύουν 1 bit (συνήθως στην κανονική και συμπληρωμένη μορφή του)

6 Βασικά Κυκλώματα για Αποθήκευση Σύγχρονα: Flip-Flops ή FF –latches χρησιμοποιούνται για κτίσιμο flip-flops –τυπικά 1 ή 2 εισόδους –συνήθως μια επιπλέον είσοδος για ρολόι –αποθηκεύουν 1 bit (συνήθως στην κανονική και συμπληρωμένη μορφή του)

7 Ακολουθιακά Κυκλώματα Mανταλωτές - Latches Flip-Flops Ανάλυση Ακολουθιακών κυκλωμάτων Σχεδιασμός Ακολουθιακών κυκλωμάτων –D FF –αχρησιμοποίητες καταστάσεις –JK FF –πίνακες διέγερσης VHDLγια ακολουθιακά κυκλώματα

8 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

9 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

10 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

11 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

12 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

13 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

14 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

15 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

16 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

17 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

18 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

19 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

20 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

21 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

22 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQSRQ ???

23 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQ(t+1)

24 SR Mανταλωτές - SR Latches SRQ(t+1) 00Q(t) Aπροσδιόριστη MNHMH

25 SR Mανταλωτές - SR Latches Χρειάζεται loop για αποθήκευση 1 bit δυο καταστάσεις: 1 ή 0, Set ή Reset Διατηρεί κατάσταση οταν S=R=0 Απροσδιόριστη οταν S=R=1 και μετά S=R=0 SRQ(t+1) 00Q(t) Aπροσδιοριστη

26 S’R’ Mανταλωτές - S’R’ Latches SRQ(t+1)

27 S’R’ Mανταλωτές - S’R’ Latches Διατηρεί κατάσταση οταν S=R=1 Απροσδιόριστη συμπεριφορά όταν S=R=0 και μετά S=R=1 SRQ(t+1) 11Q(t) Aπροσδιόριστη

28 SR Latch με Είσοδο Ελέγχου Α Β Q(t+1) Q(t) 0 1 Aπροσδ.

29 SR Latch με Είσοδο Ελέγχου Α Β Q(t+1) Q(t) 0 1 Aπροσδ. ΑΒQ(t+1) 11Q(t) Aπροσδιόριστη

30 SR Latch με Είσοδο Ελέγχου C = 0 => Α=Β=1 καμιά αλλαγή C=1 => A=S’, B=R’ (S’R’ latch αλλά με ‘‘αντίθετο πίνακα αλήθειας) Α Β Q(t+1) Q(t) 0 1 Aπροσδ.

31 D Latch Q(t+1) Q(t) 0 1

32 D Latch δεν επιτρέπειΓια αποφυγή απροσδιόριστης συμπεριφοράς δεν επιτρέπει το D latch S’=R’=0 Q(t+1) Q(t) 0 1 S’R’Q(t+1) 11Q(t) Aπροσδιόριστη

33 D Latch δεν επιτρέπειΓια αποφυγή απροσδιόριστης συμπεριφοράς δεν επιτρέπει το D latch S’=R’=0 Q(t+1) Q(t) 0 1

34 Flip-Flops Η έξοδος ενός latch με είσοδο ελέγχου συνδεδεμένη με ρολόι, μπορεί να αλλάζει κατά την διάρκεια που το ρολόι έχει την τιμή 1 –πχ για D latch η έξοδος θα είναι ίδια με την είσοδο

35 D Latch CDQCDQ

36 CDQCDQ

37 CDQCDQ

38 CDQCDQ

39 CDQCDQ

40 Πρόβλημα με Latches D-Latch Q

41 Flip-Flops ΜΕΓΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑ: λογω loops στα ακολουθιακά κυκλώματα, μπορεί να προκαλέσει απροσδιόριστη συμπεριφορά (η έξοδος να επηρεάζει την είσοδο ενός latch που με την σειρά του επηρεάζει την έξοδο κοκ) Λύση: ένας latch να μην μπορεί να ‘‘δει’’ την αλλαγή στην έξοδο του κατά την διάρκεια του ίδιου παλμού που προκάλεσε την αλλαγή

42 Μaster-Slave FF FF Αφέντη-Σκλάβου masterslave

43 Μaster-Slave FF FF Αφέντη-Σκλάβου C=1 ενεργός master, έξοδος slave σταθερή C=0 master σταθερό, slave παίρνει τιμή master Περίπτωση απροσδιόριστης συμπεριφοράς; masterslave

44 Προσομοίωση SR Master-Slave FF CSRYQCSRYQ

45 CSRYQCSRYQ

46 CSRYQCSRYQ

47 CSRYQCSRYQ

48 CSRYQCSRYQ

49 CSRYQCSRYQ

50 CSRYQCSRYQ

51 CSRYQCSRYQ

52 CSRYQCSRYQ

53 CSRYQCSRYQ

54 CSRYQCSRYQ

55 CSRYQCSRYQ

56 CSRYQCSRYQ

57 CSRYQCSRYQ

58 CSRYQCSRYQ

59 CSRYQCSRYQ

60 Εξοδος ααλλάζει με καθυστέρηση Pulse-triggered Τι γίνεται όταν αλλάζει είσοδος; CSRYQCSRYQ

61 JK FF (master-slave JK FF) Συμπεριφορά πάντοτε ορίζεται

62 Edge Triggered FF (Ακμοπυροδότηση) Αλλαγές στο FF γινόνται μόνο στις ακμές (transitions) του ρολογιού –0 σε 1 possitive-triggered ή –1 σε 0 negative triggered

63 D possitive-edge-triggered FF Τιμη του master: τιμή εισόδου την στιγμή του 0-1 transition Τιμή του slave: τιμή από τον master την στιγμή του 0-1 transition

64 Προσομοίωση D +ve edge FF C C’ C’’ D S R Q

65 Eπανάληψη Latches (Μανταλωτές) –Asynchronous Latches με είσοδο ελέγχου –Level (+ve ή -ve) Master-Slave F/F –Synchronous, Level (+ve ή -ve) –2 latches με είσοδο ελέγχου (μονή άρνηση) Εdge-Trigerred F/F –Synchronous, Edge (+ve ή -ve) –2 latches με είσοδο ελέγχου (διπλή άρνηση)

66 SR latch(W), SR με είσοδο ελέγχου (X), SR MS FF(Y), SR FF (Z) CSRWXYZCSRWXYZ

67 CSRWXYZCSRWXYZ

68 Xρονικοί Παράμετροι Setup Time (t s χρονος προετοιμασίας): χρόνος πρίν το clock transition που πρέπει η τιμή εισόδου να είναι σταθερή Hold Time (t h tχρόνος κρατήματος): χρόνος μετά το transition που πρέπει η τιμή εισόδου να είναι σταθερή Propagation Delay Time (t pd Xρόνος Αναμετάδοσης): χρόνος από το clock transition και σταθεροποίηση τιμής εξόδου t pd ? t h

69 JK possitive-edge-triggered FF

70 Σύμβολα Latches ΜS FF FF

71 Στυλ Σχεδιασμού/ΕΠΛ121 Συνήθως συστήματα αποτελούνται από κοιλώματα μνήμης ίδιου τύπου Θα υποθέσουμε possitive edge triggered D FF Όταν αναφερόμαστε σε FF θα εννοούμε το πιο πάνω

72 Χαρακτηριστικοί Πίνακες FF Υπόθεση: παλμός μεταξύ t και t+1

73 Χαρακτηριστικοί Πίνακες FF Υπόθεση: παλμός μεταξύ t και t+1

74 Χαρακτηριστικές Εξισώσεις Για D FF, Q(t+1) = D(t) Για JΚ FF, Q(t+1)=

75 Χαρακτηριστικές Εξισώσεις Για D FF, Q(t+1) = D(t) Για JΚ FF, Q(t+1)= Q(t) J K Q(t+1)

76 Χαρακτηριστικές Εξισώσεις Για D FF, Q(t+1) = D(t) Για JΚ FF, Q(t+1)= Q(t) J K Q(t+1)

77 Χαρακτηριστικές Εξισώσεις Για D FF, Q(t+1) = D(t) Για JΚ FF, Q(t+1)= JQ’ + K’Q

78 Διατήρηση Κατάστασης με D FF 0101 no change/change 2-1 mux D CLK Q Q’ NCH’/CH Q(t+1) 0 Q(t) 1 D

79 Διατήρηση Κατάστασης με D FF no change/change D CLK Q NCH’/CH X 0 1 X

80 Διατήρηση Κατάστασης με D FF 0101 no change/change 2-1 mux D

81 Άμεσες Είσοδοι Ειδικές εισόδοι για SETTING (θέση) ή RESETTING (μηδένιση) εξόδων FF

82 Aνάλυσης Ακολουθιακών Κυκλωμάτων Δεδομένου ενός ακολουθιακού κυκλώματος (περιέχει FF, ρολόι), καθορισμός: Αλγεβρική περιγραφή ακολουθιακών κυκλωμάτων Πίνακας Καταστάσεων Διάγραμμα Καταστάσεων

83 Eξισώσεις Εισόδου FF (Ιnput Equations) D A =AX+BX, D B =A’X, Y=(A+B)X’

84 Πίνακας Καταστάσεων (State table)

85

86 Eπόμενη Κατάσταση FF Απο τιμή εισόδου FF, παρούσα κατάσταση και χαρακτηριστικό πίνακα Για D FF, Q(t+1) = D(t)

87 Πίνακας Καταστάσεων (State table) D A =AX+BX, D B =A’X, Y=(A+B)X’

88 Πίνακας Καταστάσεων (State table)

89 Πίνακας Καταστάσεων (ΙΙ)

90 Διάγραμμα Καταστάσεων

91 Τι κάνει αυτό το κύκλωμα;

92 Γενικά... Ένα ακολουθιακό κύκλωμα με n FF και m εισόδους –χρειάζεται ένα πίνακα καταστάσεων με 2 n+m σειρές –η επόμενη κατάσταση θα πρέπει να περιέχει n στήλες (μια για κάθε FF) –στήλη για κάθε έξοδο

93 Μοντέλα Mealy και Moore Μealy: ακολουθιακά κυκλώματα όπου η έξοδος εξαρτάται από την κατάσταση του κυκλώματος και τα σήματα εισόδου Μοοre:ακολουθιακά κυκλώματα όπου η έξοδος εξαρτάται μόνο από την κατάσταση του κυκλώματος Τι είναι το παράδειγμα;

94 Παράδειγμα Eξίσωση εισόδου FF D A = A  X  Y, και εξίσωση εξόδου Ζ = Α Μealy ή Μoore;

95 Τι κάνει αυτό το κύκλωμα;

96 Τι κάνει αυτό το κύκλωμα;

97 Τι κάνει αυτό το κύκλωμα;

98 Ανάλυση με JK FF J A = B, K A =BX’. J B =X’, K B =AX’+A’X 2 FF, 1 σήμα εισόδου

99 Πίνακας Καταστάσεων J A = B, K A =BX’. J B =X’, K B =AX’+A’X

100 Πίνακας Καταστάσεων J A = B, K A =BX’. J B =X’, K B =AX’+A’X

101 Πίνακας Καταστάσεων J A = B, K A =BX’. J B =X’, K B =AX’+A’X

102 Διάγραμμα Καταστάσεων

103 Σχεδιασμός Ακολουθιακών Κυκλωμάτων Διάγραμμα Καταστάσεων Πίνακας Καταστάσεων Ανάθεση κωδικών στις καταστάσεις Καθορισμός εξισώσεων εισόδου FFs (τύπος;) Kαθορισμός εξισώσεων εξόδου Απλοποίηση εξισώσεων Σχεδιασμός κυκλώματος

104 Παράδειγμα Σχεδιασμού Σχεδιάστε ακολουθιακό κύκλωμα που αναγνωρίζει σε μια σειρά bits στην είσοδο Χ του κυκλώματος την σειρά Όταν αναγνωρίζεται τέτοια είσοδος η έξοδος του κυκλώματος Ζ παίρνει την τιμή 1 Πχ Χ Υ

105 Διάγραμμα Καταστάσεων

106 Πίνακας Καταστάσεων

107

108 Ανάθεση Κωδικών σε Καταστάσεις Α:00, Β:01, C:11, D:10

109 Πίνακας Καταστάσεων Παρούσα Κατάσταση ΕίσοδοςΕπόμενη ΚατάστασηΈξοδος Είσοδος ΑΒΧΑΒΖ

110 Επιλογή FFs D type Παρούσα Κατάσταση ΕίσοδοςΕπόμενη ΚατάστασηΈξοδοςΕίσοδος ΑΒΧΑΒΖD Α D Β

111 Εξισώσεις Εισόδου, Eξόδου D A =Σm(3,6,7), D B =Σm(1,3,5,7) Mε Κ-ΜΑPs –D A = AB+BX –D B = X Z = Σm(5) = ΑΒ’X

112 Πίνακες Διέγερσης (Excitation Tables) Tι χρειάζεται στην είσοδο για διάφορες περιπτώσεις αλλαγής κατάστασης

113 Πίνακες Διέγερσης (Excitation Tables) Tι χρειάζεται στην είσοδο για διάφορες περιπτώσεις αλλαγής κατάστασης

114 Σχεδιασμός με JKFF Παρούσα Κατάσταση ΕίσοδοςΕπόμενη ΚατάστασηΈξοδοςΕίσοδος ΑΒΧΑΒΖJ Α K A J B K B X 0 X X 1 X X X X X X 1 0 X X 1 1 X X 0 X X 0 X 0

115 Σχεδιασμός με JKFF Παρούσα Κατάσταση ΕίσοδοςΕπόμενη ΚατάστασηΈξοδοςΕίσοδος ΑΒΧΑΒΖJ Α K A J B K B X 0 X X 1 X X X X X X 1 0 X X 1 1 X X 0 X X 0 X 0

116 Εξισώσεις Εισόδου, Eξόδου Μετά από απλοποίηση J A =BX, K A = B’, J B =X, K B =X’ Z=AB’X

117 Aχρησιμοποίητες Καταστάσεις Eαν έχουμε 3 F/F αλλά χρησιμοποιούμε 5 καταστάσεις, πόσες καταστάσεις μένουν αχρησιμοποίητες; Κατα την διάρκεια απλοποίησης σαν don’t- care


Κατέβασμα ppt "Συνδυαστικά Κυκλώματα (Combinational Circuits) Εξοδος οποιαδήποτε στιγμή εξαρτάται μόνο από τις τιμές στην είσοδο την ίδια στιγμή."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google