THIẾT KẾ MÁY TRẠNG THÁI BẰNG LƯU ĐỒ MÁY TRẠNG THÁI

Chương THIẾT KẾ MÁY TRẠNG THÁI BẰNG LƯU ĐỒ MÁY TRẠNG THÁI CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I LƯU ĐỒ MÁY TRẠNG THÁI: - Hệ gọi máy trạng thái thuật toán (ASM - algorithmic state machine) hay đơn giản máy trạng thái (SM - state machine), gọi tắt SM - Lưu đồ SM tạo khối SM; khối SM mô tả hoạt động hệ trạng thái - Một khối SM bao gồm Hộp trạng thái (state box), Hộp định (decision box) Hộp xuất theo điều kiện (conditional ouput box) Hộp trạng thái CuuDuongThanCong.com ĐIỀU KIỆN Hộp định Hộp xuất theo đkiện https://fb.com/tailieudientucntt Đường vào khối SM Tên trạng thái S Mã trạng thái xxx Liệt kê biến có giá trị (biến Moore) ĐIỀU KIỆN Liệt kê biến có giá trị theo điều kiện (biến Mealy) Các đường đến khối SM khác Một khối SM có xác đường vào nhiều đường CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Một đường dẫn qua khối SM từ ngõ vào đến ngõ gọi đường dẫn liên kết (link path) S1 Z1, Z2 X1 Z3, Z4 X2 CuuDuongThanCong.com X3 Z5 https://fb.com/tailieudientucntt n - Khối SM biểu diễn nhiều dạng khác CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Một lưu đồ SM biểu diễn hệ tổ hợp có trạng thái thay đổi trạng thái xảy Z1 = A + A’BC = A + BC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Ta phải tuân theo số qui tắc xây dựng khối SM * Với kết hợp biến vào hợp lệ phải có xác đường định nghóa Điều cần thiết tổ hợp vào cho phép phải dẫn đến trạng thái kế * Không cho phép có đường hồi tiếp nội khối SM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1/0 S0 00 = AB Za 0/0 S0 Za S1 Zb 0/0 0/Z1 X 1/0 S1 01 Zb X S2 11 Zc Z1 CuuDuongThanCong.com X Z2 https://fb.com/tailieudientucntt S2 Zc 1/Z2 2.3 CÀI ĐẶT CÁC LƯU ĐỒ SM • Các phương pháp dùng để cài đặt lưu đồ SM tương tự với phương pháp dùng để cài đặt giản đồ trạng thái • Như với hệ nào, cài đặt (realization) gồm có hệ tổ hợp với flipflop để chứa trạng thái hệ (xem mơ hình hệ Moore Mealy) Trong số trường hợp, nhận trạng thái tương đương lưu đồ SM khử trạng thái thừa với phương pháp dùng để rút gọn bảng trạng thái • Tuy nhiên, thường lưu đồ SM đặc tả khơng hồn tồn, nghĩa tất biến vào không kiểm tra trạng thái, mà làm cho việc rút gọn khó khăn Ngay số trạng thái lưu đồ SM rút gọn, luôn ý muốn kết hợp trạng thái làm cho lưu đồ SM khó diễn dịch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Trước suy phương trình biến trạng thái kế từ lưu đồ SM, ta phải thực gán trạng thái • Cách tốt để thực phép gán phụ thuộc vào lưu đồ SM cài đặt • Nếu sử dụng cổng flipflop (hoặc cài đặt PLD tương đương) dùng phép gán trạng thái phần phụ lục CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương trình trạng thái kế cho B có ba số hạng tương ứng với ba đường dẫn nối ghép: B+ = A’B’X (do link 1) + A’BX (do link 2) + ABX (do link 3) B+ = (A’ + B) X Tương tự có hai đường dẫn nối ghép kết thúc trạng thái với A = 1, đó: A+ = A’BX + ABX = BX CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các phương trình biến trạng thái đơn giản hóa bảng Karnaugh với trạng thái không sử dụng (AB = 10) làm điều kiện “don’t care”, đó: Za = A’B’ + (AB’) = B’ Zb = A’B Zc = AB + (AB’) = A Z1 = ABX’ + (AB’X’) = AX’ Z2 = ABX + (AB’X) = AX A+ = BX B+ = A’B’X + A’BX + ABX + (AB’X) = X CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tìm phương trình trạng thái kế từ lưu đồ SM Như minh họa trên, phương trình trạng thái kế cho biến Q flipflop suy từ lưu đồ SM sau: 1- Tìm tất trạng thái Q = 2- Đối với trạng thái này, tìm tất đường dẫn nối ghép mà dẫn đến trạng thái 3- Với đường dẫn nối ghép này, tìm số hạng theo đường dẫn nối ghép Nghĩa là, với đường dẫn nối ghép từ Si đến Sj, số hạng máy trạng thái Si điều kiện để thoát đến Sj thỏa 4- Biểu thức cho Q+ (trạng thái kế Q) tạo thành cách OR số hạng tìm thấy bước lại với CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Tiếp theo ta lấy thí dụ khác, xét lưu đồ SM phần điều khiển chia nhị phân (hình 2.20) Ta cài đặt lưu đồ SM với PLA hay ROM flipflop D • Như bảng 2.1, PLA có biến vào biến Mỗi hàng bảng tương ứng với đường dẫn nối ghép lưu đồ SM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thí dụ 2.7: Cài đặt lưu đồ SM hình 2.32 dùng PLA D flipflop có xung nhịp kích cạnh xuống Vẽ sơ đồ khối bảng PLA (không cần đơn giản phương trình) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tương tự cách làm với thí dụ trước, ta suy phương trình trạng thái kế phương trình ngõ ra: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt St - Sh S9 - Done S0 S8 St Load S1 M Sh M Ad M Ad M Sh S7 S2 - Sh - Sh M Sh S6 M Sh M Ad CuuDuongThanCong.com S5 - Sh S4 S3 M Ad https://fb.com/tailieudientucntt... https://fb.com/tailieudientucntt I LƯU ĐỒ MÁY TRẠNG THÁI: - Hệ gọi máy trạng thái thuật toán (ASM - algorithmic state machine) hay đơn giản máy trạng thái (SM - state machine), gọi tắt SM - Lưu đồ SM tạo khối SM; khối SM... định phương trình biến trạng thái kế Q+j - Tìm tất trạng thái Qj =1 - Tại trạng thái này, tìm tất đường dẫn liên kết (link path) mà dẫn vào trạng thái - Với đường dẫn liên kết này, tìm số hạng