Tổng hợp và phân tích hệ dãy pptx

11/13/2009 104 Chương 5 Tổng hợp và phân tích hệ dãy 207 Nội dung chương 5 5.1. Khái niệm 5.2. Tổng hợp hệ dãy 5.3. Phân tích hệ dãy 208 11/13/2009 105 5.1. Khái niệm Có 2 loại bài toán về hệ dãy:  Bài toán tổng hợp: Là bài toán cho biết chức năng hệ dãy. Yêu cầu thiết kế sơ đồ (mạch) thực hiện của hệ.  Bài toán phân tích: Là bài toán cho biết sơ đồ thực hiện của hệ. Yêu cầu tìm chức năng của hệ. Khi giải quyết 2 loại bài toán này ta cần quan tâm đến bảng ứng dụng của trigger. 209 Bảng ứng dụng của Trigger RS RS q 00 0 1 01 11 10 0 1 - 0 1 1 - 0 nhớ thiết lập không xác định xóa RqSQ q Q S R 0 0 0 - 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 - 0 210 11/13/2009 106 Bảng ứng dụng của Trigger D D q 0 0 1 1 0 1 0 1 Q = D q Q D 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 211 Bảng ứng dụng của Trigger JK JK q 00 0 1 01 11 10 0 0 1 1 1 0 0 1 nhớ xóa lật thiết lập KqJqQ q Q J K 0 0 0 - 0 1 1 - 1 0 - 1 1 1 - 0 212 11/13/2009 107 Bảng ứng dụng của Trigger T T q 0 0 1 1 0 1 1 0 nhớ lật TqTqTqQ q Q T 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 213 Thanh ghi 3 bit có 8 trạng thái có 3 biến trạng thái cần 3 trigơ 5.2. Tổng hợp hệ dãy  Bài toán tổng hợp hệ dãy gồm các bước như sau: 1. Tìm bảng trạng thái dưới dạng mã hoá trạng thái của hệ 2. Thành lập bảng kích trigơ trên cơ sở bảng trạng thái đã mã hoá ở trên và bảng ứng dụng của trigơ tương ứng 3. Xác định hàm kích trigơ và tối thiểu hoá các hàm kích đó 4. Xác định hàm ra và tối thiểu hoá các hàm ra. 5. Vẽ sơ đồ thực hiện hệ dựa trên các hàm kích và hàm ra đã xác định được Ví dụ 1 Tổng hợp thanh ghi 3 bit dịch phải dùng trigơ D 214 11/13/2009 108 x q 1 q 2 q 3 0 1 000 000 100 001 000 100 010 001 101 011 001 101 100 010 110 101 010 110 110 011 111 111 011 111 Số liệu vào: x 3 biến trạng thái: q 1 q 2 q 3 Bảng trạng thái mã hóa Biến trạng thái tiếp theo: Q 1 Q 2 Q 3 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 1) 215 Q 1 = x, Q 2 = q 1 , Q 3 = q 2 D 1 = x, D 2 = q 1 , D 3 = q 2 D 1 q 1 CLK q 1 D 2 q 2 CLK q 2 D 3 q 3 CLK q 3 x CLOCK Sơ đồ thực hiện Hàm kích trigơ 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 1) 216 11/13/2009 109 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) Tổng hợp hệ dãy đồng bộ dùng trigơ JK. Hệ có 1 đầu vào x và 1 đầu ra y. Các đầu vào và ra này đều là nhị phân. Đầu ra y = 1 nếu ở đầu vào x xuất hiện theo qui luật x = 0101. Các trường hợp khác thì y = 0. Tổng hợp theo mô hình Mealy Hệ dãy x=0101011 y=0001010 217 A: chờ 0 đầu tiên B: đã có 0 chờ 1 C: đã có 01 D: đã có 010 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) Xét điều kiện đầu bài ta lập đồ hình trạng thái như sau: 1/0 A B C D 0/0 1/0 0/0 0/0 0/0 1/0 1/1 218 11/13/2009 110 Bảng trạng thái Cần 2 biến trạng thái q 1 q 2 để mã hóa Bảng chuyển trạng thái mã hóa x S 0 1 A B,0 A,0 B B,0 C,0 C D,0 A,0 D B,0 C,1 q 1 q 2 0 1 0 A C 1 B D x q 1 q 2 0 1 00 01,0 00,0 01 01,0 10,0 11 01,0 10,1 10 11,0 00,0 Q 1 Q 2 Q 1 Q 2 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) 219 x q 1 q 2 0 1 00 01,0 00,0 01 01,0 10,0 11 01,0 10,1 10 11,0 00,0 q Q J K 0 0 0 - 0 1 1 - 1 0 - 1 1 1 - 0 q 1 q 2 x 0 1 J 1 K 1 J 2 K 2 J 1 K 1 J 2 K 2 00 0 - 1- 0 - 0 - 01 0 - - 0 1 - - 1 11 - 1 - 0 - 0 - 1 10 - 0 1 - - 1 0 - Q 1 Q 2 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2)  Bảng kích trigger: 220 11/13/2009 111 Các hàm kích Trigger: x 0 1 q 1 q 2 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 - - - - xqJ 21 x 0 1 q 1 q 2 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 - - - - 1 0 xJ 2 x 0 1 q 1 q 2 0 0 0 1 1 1 1 0 - - - - 1 0 0 1 xqK 21 x 0 1 q 1 q 2 0 0 0 1 1 1 1 0 - - 0 1 0 1 - - xK 2 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) 221 Hàm ra: x 0 1 q 1 q 2 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 xqqY 21 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) 222 11/13/2009 112 Sơ đồ thực hiện J 2 q 2 CLK K 2 q 2 J 1 q 1 CLK K 1 q 1 1 & =1 & y x CLOCK 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) 223 Bài tập 1 Tổng hợp bộ so sánh liên tiếp 2 số A, B có độ dài bit tùy ý bằng hệ dãy đồng bộ dùng Trigger JK theo mô hình Moore. Hai số A, B được so sánh bắt đầu từ bit LSB. So sánh liên tiếp A B y G y E y L =1 khi A>B =1 khi A=B =1 khi A<B 224 11/13/2009 113 Bài tập 1 (tiếp) G 100 L 001 E 010 00, 11, 10 00, 11, 01 00, 11 01 10 0110 G E L G E L L L L G E L G G G 1 0 0 0 1 0 0 0 1 00 01 11 10 y G y E y L S AB G : A > B, ra 100 L : A < B, ra 001 E : A = B, ra 010 00 01 10 q 1 q 2 11 E L G Trạng thái không x.đ 225 Bài tập 1 (tiếp) 00 01 11 00 01 01 01 00 01 10 10 0 0 - 1 0 - 0 1 - 00 01 11 10 y G y E y L q 1 q 2 AB 10 10 01 10 10 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 - 1 - - 1 q Q J K 1 1 - 0 0 - 0 - - - J 1 K 1 - 0 0 - - 0 - - J 2 K 2 0 - 0 - 0 - - - J 1 K 1 - 1 1 - - 0 - - J 2 K 2 1 - 0 - 0 - - - J 1 K 1 - 0 0 - - 0 - - J 2 K 2 0 - 1 - 1 - - - J 1 K 1 - 0 0 - - 1 - - J 2 K 2 0 - 00 01 11 10 0 0 0 1 1 1 q 1 q 2 1 0 AB 226 [...]... 1 S1 0 0 0 S2 0 1 S3 0 1 S4 1 0 232 116 11/13/2009 5.3 Phân tích hệ dãy Các bước thực hiện theo trình tự ngược lại so với tổng hợp hệ dãy Ví dụ: Cho sơ đồ hệ dãy đồng bộ dùng trigơ JK như sau Hãy phân tích xác định chức năng của hệ J2 q2 J1 & q1 x CLK CLK 1 K2 q2 K1 q1 y & CLOCK 233 5.3 Phân tích hệ dãy (Ví dụ) Từ sơ đồ viết biểu thức hàm kích và hàm ra: J1 = q2, K2 = x, J2 = x, K1 = q 2 , y =xq1q... 266 133 11/13/2009 HỆ TỔ HỢP Tổng hợp: Biết chức năng hệ -> Thiết kế sơ đồ thực hiện hệ 1 Chức năng -> Bảng thật (biến vào ? hàm ra ? quan hệ vào-ra ?) 2 Từ bảng thật viết hàm ra theo biến vào (tối thiểu hóa) 3 Vẽ sơ đồ thực hiện hàm đã có ở bước 2 Phân tích: Biết sơ đồ thực hiện hệ -> Tìm chức năng 1 Từ sơ đồ viết biểu thức hàm ra theo biến vào 2 Thành lập bảng thật dựa vào 1 3 Suy ra chức năng từ... thích hợp 264 132 11/13/2009 3 Sử dụng bộ chọn kênh thích hợp để tạo hàm sau: F(A,B,C) ABC B C ABC Chứng minh câu trả lời 265 4 Tổng hợp bộ chọn kênh 2-1 dùng chỉ các phần tử NAND có 2 đầu vào 5 Tổng hợp bộ phân kênh 1-2 6 Tổng hợp bộ nhân 2 số 2 bit mà không dùng bộ cộng 7 Dùng một bộ chọn kênh 8-1 để tạo ra hàm sau: F(A,B,C,D) = R(0,3,4,6,8,11,13,15) Chứng minh câu trả lời 266 133 11/13/2009 HỆ TỔ HỢP... 2  Một hệ dãy đồng bộ có 1 đầu vào X và 1 đầu ra Y, thực hiện phép cộng một số BCD 4 bit với 6, cho kết quả là một số nhị phân 4 bit Dữ liệu được đưa tuần tự vào đầu vào theo thứ tự bit có ít ý nghĩa hơn được đưa vào trước (giả sử dữ liệu đầu vào luôn hợp lệ) Sau khi nhận đủ 4 bit, hệ quay lại trạng thái ban đầu để thực hiện phép cộng tiếp theo  Hãy thiết kế đồ hình chuyển trạng thái của hệ theo... 118 11/13/2009 5.3 Phân tích hệ dãy (Ví dụ) Bảng kích trigơ x Bảng trạng thái mã hóa 0 x 0 1 q1q2 Q 1Q 2 Q 1Q 2 00 00 01 01 10 11 11 10 11 10 00 01 1 q1q2 J1 K1 J2 K2 J1 K1 J2 K2 00 0 1 0 1 0 1 1 0 01 1 0 0 1 1 0 1 0 11 1 0 0 1 1 0 1 0 10 0 1 0 1 0 1 1 0 237 5.3 Phân tích hệ dãy (Ví dụ)  Đồ hình chuyển trạng thái: 1/1 1/0 0/0 A 1/0 B 1/0 C 0/1 D 0/0 0/0  Đây là hệ đoán nhận xâu 110 và 101 238 119 11/13/2009... Tổng hợp thanh ghi 4 bit vào nối tiếp ra song song dùng tri gơ D Thanh ghi còn có đầu vào E để định chiều dịch Nếu E = 1 thì thanh ghi dịch phải, còn E = 0 thì thanh ghi dịch trái 262 131 11/13/2009 Bài tập ôn tập 263 1 Tổng hợp hệ tổ hợp cho phép dùng 3 công-tắc làm sáng, tắt cùng 1 đèn Bất kỳ công tắc nào cũng có thể làm sáng, tắt đèn 2 Không dùng bộ cộng, hãy tổng hợp hệ tổ hợp thực hiện phép toán... 0 1 0 11 1 0 0 1 1 0 1 0 10 0 1 0 1 0 1 1 0 234 117 11/13/2009 5.3 Phân tích hệ dãy (Ví dụ) J1 = q2, K2 = x, J2 = x, K1 = q 2 , y =xq1q 2 xq 1 q 2 Bảng kích trigơ q Q J K x 0 0 0 - q1q2 J1 K1 J2 K2 J1 K1 J2 K2 0 1 1 - 00 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 - 1 01 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 - 0 11 1 0 0 1 1 0 1 0 10 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 235 5.3 Phân tích hệ dãy (Ví dụ) Bảng trạng thái mã hóa x 0 Bảng trạng thái 1 x S Q 1Q 2... 1/1 t1 1/0 0/1 0/1 0/0 1/1 t2 0/0 1/1 1/0 0/1 t3 Có nhớ Không nhớ 229 Bài tập 3  Một hệ dãy đồng bộ có 1 đầu vào X và 1 đầu ra Y  Y = 1 nếu X xuất hiện theo quy luật "1011"  Y = 0 trong các trường hợp còn lại  Ví dụ: nếu X = " 1011011 " thì Y = " 0001001 "  Hãy vẽ đồ hình chuyển trạng thái của hệ trong 2 trường hợp:  Dùng mô hình Mealy  Dùng mô hình Moore 230 115 11/13/2009 Bài tập 3 – Mô hình... sau Hãy phân tích và cho biết chức năng của hệ Vẽ tín hiệu tại các đầu A, B, C dóng trên cùng trục thời gian cho 8 xung đồng hồ 260 130 11/13/2009 a 0 0 0 0 1 1 1 1 b 0 0 1 1 0 0 1 1 c 0 1 0 1 0 1 0 1 J1 0 0 1 1 0 0 1 1 K1 1 0 1 0 1 0 1 0 J2 1 1 1 1 1 1 1 1 K2 1 1 1 1 1 0 1 0 J3 1 1 1 1 0 0 0 0 K3 0 0 0 0 0 0 1 1 A 0 0 1 1 0 1 0 1 B 1 1 0 0 1 1 0 1 C 1 1 1 1 0 1 0 0 001 010 100 261 5 Tổng hợp thanh... Đây là hệ đoán nhận xâu 110 và 101 238 119 11/13/2009 Bài tập 1 Phân tích chức năng của hệ sau: ≥1 T1 ≥1 q1 T2 CLK q1 q2 CLK q2 CLOCK 239 Bài tập 1 (tiếp) q1 q 2 T1 T2 qQ T q1 q2 Q1 Q2 00 01 00 0 00 01 01 11 01 1 01 10 10 10 10 1 10 00 11 11 11 0 11 00 T1 q1 q2 T2 q1 q2 00 01 10 240 120 11/13/2009 Bài tập 2 Phân tích chức năng của hệ sau: JC QC CLK 1 JB QB CLK KC QC KB QB JA QA CLK 1 KA QA CLOCK . Tổng hợp và phân tích hệ dãy 207 Nội dung chương 5 5.1. Khái niệm 5.2. Tổng hợp hệ dãy 5.3. Phân tích hệ dãy 208 11/13/2009 105 5.1. Khái niệm Có 2 loại bài toán về hệ dãy:  Bài toán tổng. trigơ 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 1) 216 11/13/2009 109 5.2. Tổng hợp hệ dãy (Ví dụ 2) Tổng hợp hệ dãy đồng bộ dùng trigơ JK. Hệ có 1 đầu vào x và 1 đầu ra y. Các đầu vào và ra này đều là nhị phân. . 0 1 0 232 11/13/2009 117 5.3. Phân tích hệ dãy Các bước thực hiện theo trình tự ngược lại so với tổng hợp hệ dãy Ví dụ: Cho sơ đồ hệ dãy đồng bộ dùng trigơ JK như sau. Hãy phân tích xác định chức năng của hệ. J 2 q 2 CLK K 2 q 2 J 1 q 1 CLK K 1 q 1 & & 1 y x CLOCK 233 Từ