Đang tải... (xem toàn văn)
• Có thể sử dụng mô hình máy trạng thái (Finite State Machine - FSM) để phân tích và tổng hợp mạch tuần tự.. • Tại mỗi xung clock, mạch logic tổ hợp xác định các biến ra và trạng thái [r]
(1)Hardware Description Language Hardware Description Language
(2)Nội dung môn học
Nội dung môn học
1. Giới thiệu chung công nghệ IC khả trình
2. Thiết kế số (nhắc lại)
3. Ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL
4. Thiết kế dùng IC khả trình Xilinx
Altera
(3)2.2.3 Phương pháp mơ tả mạch Tuần Tự
• Mơ hình tổng quát mạch gồm: biến vào, biến trạng thái bên mạch
• Có thể sử dụng mơ hình máy trạng thái (Finite State Machine - FSM) để phân tích tổng hợp mạch
(4)2.2.3 Phương pháp mô tả mạch Tuần Tự
4
(5)2.2.3 Phương pháp mô tả mạch Tuần Tự
Mơ hình Mealy mơ tả hệ dãy thông qua tham số:
X = {x1, x2, , xn} Y = {y1, y2, , yl} S = {s1, s2, , sm} FS(S, X)
F (S, X)
X tập tín hiệu đầu vào Y tập tín hiệu đầu ra
S tập tín hiệu trạng thái hệ FS hàm biến đổi trạng thái
FS = FS(S, X)
(6)2.2.3 Phương pháp mô tả mạch Tuần Tự
6
Mơ hình Moore giống mơ hình Mealy, khác ở chỗ FY phụ thuộc vào S:
(7)2.2.3 Phương pháp mơ tả mạch Tuần Tự
• Có thể mô tả hoạt động mạch logic biểu đồ trạng thái (state diagram):
– Vịng trịn mơ tả trạng thái mạch
– Mũi tên có ghi giá trị tín hiệu vào dùng để mơ tả q trình chuyển trạng thái
• Ví dụ:
(8)2.2.4 Một số mạch Logic tuần tự
8
2.2.4.1 Bộ đếm
1 Mạch đếm Không đồng Bộ (KĐB)
Mạch đếm n bit: dùng n flip-flop, có tối đa 2n trạng thái đếm
Xung CK FF tầng sau lấy từ đầu FF tầng trước
Đếm lên Đếm xuống
2 Mạch đếm đồng Bộ (ĐB)
Mạch đếm n bit: dùng n flip-flop, có tối đa 2n trạng thái đếm
Các flipflop xung CK Đếm lên
(9)1 Mạch đếm Không đồng Bộ (KĐB)
Mạch đếm KĐB bit, đếm lên, sử dụng JK _FF, Mode đếm = 8
74LS112 15 J CLK K Q QN PR C L
LED LED LED
(10)10
1 Mạch đếm Không đồng Bộ (KĐB)
Mạch đếm KĐB bit, đếm lên, sử dụng JK _FF, Mode đếm = 8 Phân tích:
FFJK1: J1=K1=1 nên lần có xung kích CK cạnh xuống, ngõ Q1 đảo trạng thái.
FFJK2: J2=K2=1 ; Q1 làm xung kích cho FFJK2 nên lần có xung kích cạnh xuống (tại thời điểm CK2, CK4, CK6, CK8) Q2 đảo trạng thái.
(11)1 Mạch đếm Không đồng Bộ (KĐB)
Mạch đếm KĐB bit, đếm lên, sử dụng JK _FF, Mode đếm = 8
CK Q1 Q2 Q3
1 2 3 4 5 6 7 8
0 0
0 0
0 0
LSB MSB
Số Đếm 0 0
(12)12
CÁC BƯỚC PHÂN TÍCH MẠCH ĐẾM ĐỒNG BỘ
Bước 1: Xác định biểu thức ngõ vào Ji, Ki
Bước 2: Từ trạng thái ngõ Qi , xác định trạng thái Ji, Ki
Bước 3: Xác định trạng thái ngõ Qi theo Ji Ki bảng hoạt động.
(13)Xác định điều kiện kích thích cho Flip-Flop
• Để xác định điều kiện kích thích cho Flip-Flop tuỳ theo đáp ứng cần có ta sử dụng bảng sau:
Đáp ứng Kích thích
QN → QN+1 SN RN JN KN TN DN
0 → 0 0 x 0 x 0 0
0 → 1 1 0 1 x 1 1
1 → 0 0 1 x 1 1 0
(14)14
(15)(16)16