Thiết kế lý luận bằng mô hình hành vi

dce 2009 Thiết kế mạch số dùng HDL Chương Thiết kế luận lý mơ hình hành vi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Computer Engineering 2009 Nội dung Mơ hình hành vi Mơ hình hành vi dựa phương trình boole Mơ hình hành vi vịng Mơ hình hành vi cho khối Giải thuật lặp lưu đồ máy trạng thái cho mô hình hành vi Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Nội dung Mơ hình hành vi Mơ hình hành vi dựa phương trình boole Mơ hình hành vi vịng Mơ hình hành vi cho khối Giải thuật lặp lưu đồ máy trạng thái cho mơ hình hành vi Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Mơ hình hành vi • Khái qt mơ hình hành vi • Kiểu liệu cho mơ hình hành vi • Các phép tốn cho mơ hình hành vi Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong Computer Engineering 2009 Mơ hình cấu trúc mơ hình hành vi HDLs • Cấu trúc (Structural) cấu trúc phần cứng thật mạch  Mức trừu tượng thấp • Các cổng (ví dụ and, or, not) • Cấu trúc phân cấp thơng qua module  Tương tự lập trình hợp ngữ • Hành vi (Behavioral) hoạt động mạch bit  Mức trừu tượng cao • Biểu diễn biểu thức (ví dụ out = (a & b) | c) • Khơng phải tất đặc tả hành vi tổng hợp  Không sử dụng: + - * / % > >= < > Dịch trái Dịch phải Dịch Logical Bit-wise Thu giảm AND Thu giảm OR Thu giảm NAND Thu giảm NOR Thu giảm XOR Thu giảm XNOR > >= < False (0) B = 5’b01011 Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 10 Computer Engineering 2009 Giải thuật lặp lưu đồ máy trạng cho mơ hình hành vi • Mơ hình hóa máy số giải thuật lặp • Máy với tác vụ đa chu kỳ • Lập tài liệu thiết kế cho Function Task • Lưu đồ giải thuật máy trạng thái cho mô hình hành vi • Lưu đồ ASMD • Mơ hình hành vi cho đếm, ghi dịch tập ghi Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 47 Computer Engineering 2009 Mơ hình hóa máy số giải thuật lặp • Cấu trúc lặp for (có thể tổng hợp) for (initial_statement; control_expression; index_statement) statement_for_expression; • Cấu trúc lặp repeat repeat (num_of_loop) statement_repeat_expression; • Cấu trúc lặp while while (condition_expression) statement_while_expression; • Cấu trúc lặp forever forever statement_forever_expression; Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 48 Computer Engineering 2009 Sở hữu trí tuệ, tái sử dụng tham số hóa mơ hình • Mơ hình có giá trị mở rộng cho nhiều ứng dụng  Sử dụng tham số cho độ rộng bus, chiều dài word… Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 49 Computer Engineering 2009 Sinh xung clock • Xung clock sử dụng testbench mạch đồng • Sử dụng cấu trúc forever disable để tạo xung clock Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 50 Computer Engineering 2009 Khác forever always • always  Xây dựng hành vi đồng thời  Không thể lồng  Thực thi bắt đầu mô Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com • forever  Là hoạt động tính tốn sử dụng hành vi, không cần thực đồng thời với hành vi khác  Có thể lồng  Chỉ thực thi dịng lệnh đạt đến https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 51 Computer Engineering 2009 Lập tài liệu cho thiết kế task function • Một module hữu dụng cho người khác đắn mơ tả rõ ràng • Task function dạng chương trình giúp tăng tính rõ ràng mã nguồn  Task tạo cấu trúc phân cấp phát biểu thủ tục hành vi  Function thay cho biểu thức • Tính suốt chi tiết thực Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 52 Computer Engineering 2009 Tasks • Được phát biểu module • Chỉ tham khảo từ bên hành vi vòng hay hành vi lượt (single pass) • Có thể tham khảo đến biến mơi trường bên ngồi • Có thể gọi đệ quy • Có thể chứa phát biểu: parameter, input, output, inout, reg, integer, real, time, realtime event • Khi gọi task tham số thực truyền cho task theo thứ tự khai báo ngõ vào Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 53 Computer Engineering 2009 Functions • • • • • • Được phát biểu bên module Có thể tham khảo biểu thức có nghĩa – ví dụ vế phải biểu thức gán liên tục Được thực biểu thức trả giá trị thông qua tên function Khơng có phát biểu output hay inout Không chứa phát biểu điều khiển kiện (@), điều khiển thời gian (#) hay phát biểu wait Phải có input input truyền vào theo thứ tự lúc khai báo Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 54 Computer Engineering 2009 Lưu đồ giải thuật máy trạng thái cho mơ hình hành vi • Lưu đồ giải thuật máy trạng thái (Algorithmic state machine – ASM – charts) trừu tượng hóa hành vi máy • Tương tự dịng liệu (flowcharts) • Tập trung vào hoạt động máy nội dung thành phần lưu trữ • ASM block State box Conditional output Desicion ASM block  State box  Conditional output box  Decision box Thiết kế Vi mạch số dùng HDL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ©2008, Pham Quoc Cuong 55 • Kết hợp lưu đồ ASM với đường liệu Data P1[7:0] P1[7:0] P1[7:0] P1