Bài giảng môn kỹ thuật số 2 chương 4 GV nguyễn hữu chân thành

Bài giảng mơn Kỹ thuật số Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG SỐ Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số GIỚI THIỆU  Trong thiết kế hệ thống số, người ta thường chia hệ thống thành phần: Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số GIỚI THIỆU (tt)      Khối datapath: thực hoạt động xử lý liệu → mạch tổ hợp, (thanh ghi) Khối control: xác đònh trình tự hoạt động → FSM Các tín hiệu điều khiển (control signals): kích hoạt hoạt động xử lý liệu khác Các tín hiệu trạng thái (status signals): mô tả trạng thái datapath Khối datapath control giao tiếp với hệ thống khác qua ngõ data inputs, data outputs, control inputs control outputs Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Ví dụ 1: Thiết kế hệ thống đếm số bit số n-bit Reset B = while ; A if a S1 ≠ = B B←0 Load A then = B + s s 1 ; End if; S2 S3 Shift right A Right-shift A Done ; End while; B ← B +1 A = 0? Pseudo-code for the bit counter a0 ASM Chart for the pseudo-code Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Ví dụ (tt): Reset S1 LB si L E s log2n n LA EA Clock 0 Data LB EB Shift L E s 1 S2 Counter S3 Done EA log2n A n z EB 0 z a Datapath for the ASM chart B a0 ASM chart for the bit counter control circuit Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Ví dụ 2: Thiết kế mạch nhân nhò phân song song số n-bit Reset Decimal 13 × 11 13 13 143 S1 Binary 1101 ×1011 110 1101 0000 1101 1000111 Multiplicand Multiplier (A) (B) P←0 Load A Load B 0 s s Product (P) (a) Manual method S2 S3 Shift left A , Shift rightB P = 0; for i = to n – if bi = then P = P+ A; end if; Left-shift A ; end for; (b) Pseudo-code An algorithm for multiplication P ← P +A B = 0? Done 0 b0 ASM chart for the multiplier Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số LA MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Ví dụ 2: (tt) DataA n LB EA DataB n n L Reset L Shift-left register E EB E A S1 Shift-right register B Clock P←0 Load A Load B n 2n 0 s s + z Sum S2 S3 Shift left A , Shift rightB 2n Done Psel b0 2n 2n P ← P +A B = 0? 0 DataP EP E Register 2n b0 P ASM chart for the multiplier Datapath circuit for the multiplier Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số Reset MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Ví dụ 2: (tt) S1 Psel = 0, EP s s S3 S2 Psel = 1, EA , EB Done z EP 0 b0 ASM chart for the multiplier control circuit Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Bài tập: Thiết kế mạch chia số n-bit 15 140 B 50 45 (a) An example using decimal numbers 1001 00001111 Q 10001100 1001 10001 1001 10000 1001 A 1110 1001 101 R (b) Using binary numbers R = 0; for i = to n – Left-shift R ||A ; if R ≥ B then qi = ; R = R– B ; else qi = ; end if; end for; (c) Pseudo-code Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Bài tập:(tt) Reset S1 Load A Load B R ← 0, C ← n – 1 s s S2 Shift left R||A S4 S3 C←C- Done R≥B? Shift into Q R←R–B Shift into Q C =0? ASM chart for the divider Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 10 Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Bài tập:(tt) n Rsel LR ER L E DataA LA n Left-shift w register EA L E n E Left-shift register Register n n an - EQ DataB EB E n B A Left-shift w register cout n cin + n Clock Q R Datapath circuit for the divider Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 11 Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Bài tập:(tt) Reset S1 Rsel = 0, LR , LC s S2 ER , EA S3 EQ , Rsel = 1, EC s cout S4 Done LR z ASM chart for the divider control circuit Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 12 Bài giảng mơn Kỹ thuật số Q&A Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 13 [...].. .Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Baøi taäp:(tt) 0 n 1 Rsel LR ER L E DataA LA 0 n Left-shift w register EA L E n E Left-shift register Register n n an - EQ DataB EB E 1 n B A Left-shift w register cout n cin + 1 n Clock Q R Datapath circuit for the divider Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 11 Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Baøi taäp:(tt)... giảng môn Kỹ thuật số 2 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Baøi taäp:(tt) Reset S1 Rsel = 0, LR , LC 0 1 s S2 ER , EA S3 EQ , Rsel = 1, EC 0 s 1 0 cout 1 S4 Done LR 1 z 0 ASM chart for the divider control circuit Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 12 Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 Q&A Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 13 .. .Bài giảng mơn Kỹ thuật số GIỚI THIỆU  Trong thiết kế hệ thống số, người ta thường chia hệ thống thành phần: Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số GIỚI THIỆU... the multiplier control circuit Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành Bài giảng mơn Kỹ thuật số 2 MỘT SỐ VÍ DỤ THIẾT KẾ  Bài tập: Thiết kế mạch chia số n-bit 15 140 B 50 45 (a) An example using decimal... Done LR z ASM chart for the divider control circuit Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 12 Bài giảng mơn Kỹ thuật số Q&A Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 13