Kαταχωρητές και Μετρητές (Registers και Counters)

Παρουσίαση με θέμα: "Kαταχωρητές και Μετρητές (Registers και Counters)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Kαταχωρητές και Μετρητές (Registers και Counters)
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Kαταχωρητές και Μετρητές (Registers και Counters) Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

2 Kαταχωρητές και Μετρητές (Registers και Counters)
S0 F0 S1 F1 S2 F2…. Kαταχωρητές Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

3 Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές
Περιεχόμενα 5.1 Kαταχωρητές και Μετρητές(Registers και Counters) 5.2 Καταχωρητές 5.3 Kαταχωρητές Oλίσθησης (Shift Registers) 5.4 Μετρητές Ριπής (ripple counters) 5.5 Σύχρονοι Μετρητές 5.6 Άλλοι Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

4 5.1 Καταχωρητές/Μετρητές
Περιέχουν n FFs μέγιστος αριθμός καταστάσεων; … επόμενη κατάσταση ορίζεται από σήμα(τα) εισόδου παρούσα κατάσταση συνδυασμός τυπικά περιλαμβάνουν CLEAR/RESET, CLOCK Μετρητές παράγουν μια προκαθορισμένη σειρά καταστάσεων Έννοια ιεραρχίας (χρήση blocks) Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

5 5.2 4-bit Καταχωρητής (4ins/4outs)
Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

6 5.2 Clock Gating για διατήρησης προηγούμενη κατάσταση
-κακό στυλ σχεδιασμού -clock skew Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

7 5.2 4-bit Καταχωρητής με παράλληλη ενημέρωση (όχι cg)
Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

8 5.3 Kαταχωρητές Oλίσθησης (Shift Registers)
Έξοδος ενος FF είσοδος σε αλλο FF Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

9 5.3 Σειριακή Μεταφορά Δεδομένων
CG

10 5.3 Σειριακή vs Παράλληλη Επεξεργασία
Πιο αποδοτική(γρήγορη) παράλληλη Πιο λιγά σύρματα\λογική σειριακή Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

11 5.3 Παράδειγμα Πρόσθεση Αριθμών
Παράλληλη Λύση Σειριακή Λύση Σύγκριση Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

12 5.3 Σειριακή Πρόσθεση Αριθμών (με clock gating)
Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

13 5.3 Σειριακός Αλγόριθμος X+Y
Shift-in X στο Β Clear καταχωρητή Α και Carry FF Πρόσθεσε Β στο 0/Shiftin Y στο Β μετακίνα Χ στο Α Β περιέχει το Υ Πρόσθεση Α+Β Πόσους κύκλους/βήματα; Διάγραμμα καταστάσεων/Υλοποίηση Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

14 5.3 Shift Register με παράλληλη ενημέρωση χωρίς clock gating
Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

15 5.3 Oλισθητής Δυο Κατευθύνσεων (Bidirectional Shifter)
Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

16 Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές
5.4 Mετρητές (Counters) Παίρνουν από προκαθορισμένες καταστάσεις όταν υπάρχει παλμός στην είσοδο οχι απαραίτητα στην σειρά και όλες τιμές 0,1..2n-1 Δεν έχουν σήματα εισόδου εκτός από ρολόι Ασύχρονοι παλμοί εισόδου όχι μόνο από ρολοι (εξόδοι FF) Mετρητές Ριπής (ripple counters) Σύγχρονοι παλμοί εισόδου από ρολόι Δυαδικοί μετρητές Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

17

18 5.4 Μετρητές Ριπής (ripple counters)
Αρχική Κατάσταση 0000 Έξοδος FFi είσοδος ρολογιού στο FFi+1 Όλα JK είσοδοι στο 1 Αρνητική ακμή προκαλεί αλλαγή Ριπή(rippling) όταν έχουμε 111s όχι όλες οι αλλαγές ταυτόχρονα κρίσιμο μονοπάτι;;;;;; συνάρτηση αριθμού FF πόσο γρήγορο το ρόλοι;;;; Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

19 Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές
5.5 Σύχρονοι Μετρητές Μεθοδολογία Σχεδιασμού Σύχρονων Ακολουθιακών Κυκλωμάτων για μικρούς μετρητές ιεραρχία/κατανόηση για μεγάλους Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

20 5.5 Πίνακας Καταστάσεων και Εξισώσεις Εισόδου με JK FFs
Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

21 Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές
5.5 Eξισώσεις J0= 1 K0= 1 J1= Q0 K1= Q0 J2= Q0 Q1 K2= Q0 Q1 J3= Q2Q0 Q1 K3= Q2Q0 Q1 Kατανόηση: ένα FF αλλάζει από όταν όλα τα προηγούμενα bits είναι 1 Ji= Ki= Κεφάλαιο 5 - Μετρητές και Καταχωρητές

22 Σύγχρονος μετρητής με enable

23 5.5 Σύγχρονος μετρητής με D FFs
Di=Qi(Q0Q1..Qi-1EN) Serial Gating Parallel Gating

24 Σύγχρονος μετρητής με enable και parallel load
Xρήσιμοι για υλοποίηση ροής ελέγχου για προέκταση

25 5.6 ΒCD μετρητής με Δυαδικό μετρητή

26 5.6 ΒCD μετρητής (Πίνακας Καταστάσεων)

27 5.6 ΒCD μετρητής με Τ FFs

28 5.6 Μετρητές και Αχρησιμοποίητες Καταστάσεις
JA= B KA=B JB= C KB=1 Jc= B’ Kc=1