Digitális hálózatok dr. Keresztes Péter 2005..

Az előadások a következő témára: "Digitális hálózatok dr. Keresztes Péter 2005.."— Előadás másolata:

1 Digitális hálózatok dr. Keresztes Péter 2005.

2 A logikai értékek és műveletek
Kombinációs hálózatok tervezése A logikai értékek és műveletek Két-értékes rendszerek: Állítások: IGAZ, HAMIS Bináris számrendszer: 1, 0 Kapcsolók: BEKAPCSOLVA, MEGSZAKÍTVA

3 A kapcsoló algebra azonosságai

4 A kombinációs hálózat fekete-doboz modellje
Kombinációs hálózatok tervezése A kombinációs hálózat fekete-doboz modellje X Xn : bemenetek, logikai változók Y Ym : kimenetek,

5 Kombinációs hálózat definiálása táblázattal
Kombinációs hálózatok tervezése Kombinációs hálózat definiálása táblázattal Három bemenet : X1, X2, X3 Két kimenet: Y1, Y2

6 Kombinációs hálózatok specifikációs mélysége
Kombinációs hálózatok tervezése Kombinációs hálózatok specifikációs mélysége ●Teljesen specifikált: minden bemeneti variációra minden kimenet értéke elő van írva ● Nem-teljesen specifikált: van olyan bemeneti variáció, ahol egy kimeneti változó értéke közömbös

7 Egykimenetű kombinációs hálózat igazságtáblázata

8 Igazságtáblán megadott logikai függvény algebrai alakja

9 Logikai függvények megadása grafikus szimbólumokkal
Kombinációs hálózatok tervezése Logikai függvények megadása grafikus szimbólumokkal

10 Grafikus logikai szimbólumok (Európai szabvány)
Kombinációs hálózatok tervezése Grafikus logikai szimbólumok (Európai szabvány)

11 Néhány grafikus szimbólum a DSCH 3.5 editorból (IEEE szabvány)

12 A kétváltozós logikai függvények
Kombinációs hálózatok tervezése A kétváltozós logikai függvények BEM. VÁLT. FÜGGVÉNYÉRTÉKEK x1 x2 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 f15 1

13 Nevezetes kétváltozós függvények
0 generátor f0 1 generátor f15 Kétbemenetű ÉS (AND) f1 Kétbemenetű NÉS (NAND) f14 Kétbemenetű VAGY (OR) f7 Kétbemenetű NVAGY (NOR) f8 Kizáró VAGY (EXOR) f6 Ekvivalencia (EXNOR) f9 Inhibíció f2 Implikáció f13 Bizonyítsuk, hogy a táblázat alapján definiált függvény-negáció az algebrai alakokra is áll!

14 Függvények egyszerűsítésének módszerei
Kombinációs hálózatok tervezése Függvények egyszerűsítésének módszerei Egyszerűsítés algebrai módszerrel Quine módszere A Karnaugh táblás módszer A Quine-McCluskey módszer

15 Kombinációs hálózatok tervezése
Az algebrai módszer

16 A Karnaugh-táblás módszer I.
Kombinációs hálózatok tervezése A Karnaugh-táblás módszer I. Három változós Karnaugh-tábla:

17 A Karnaugh-táblás módszer II.
Kombinációs hálózatok tervezése A Karnaugh-táblás módszer II. Négy változós Karnaugh-tábla:

18 Szomszédos mintermek összevonása
Kombinációs hálózatok tervezése Szomszédos mintermek összevonása

19 Szomszédos termek összevonása
Kombinációs hálózatok tervezése Szomszédos termek összevonása B D

20 Teljesen határozott függvények egyszerűsítése K-táblán
Kombinációs hálózatok tervezése Teljesen határozott függvények egyszerűsítése K-táblán Prímimplikánsok: Felesleges prímimplikáns

21 Nem teljesen határozott logikai függvények egyszerűsítése K-táblán
Kombinációs hálózatok tervezése Nem teljesen határozott logikai függvények egyszerűsítése K-táblán Prímimplikánsok: Felesleges prímimplikáns

22 Teljesen specifikált, egykimenetű kombinációs hálózatok tervezése
LÉPÉSEK: Egyszerűsítés K táblával Döntés a logikai építőelemek választékáról 3. Realizáció

23 Hálózat-tervezési példa
Kombinációs hálózatok tervezése Hálózat-tervezési példa F : ( 2, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) Prímimplikánsok: Irredundáns lefedés:

24 Realizáció NÉS kapukkal
Kombinációs hálózatok tervezése Realizáció NÉS kapukkal

25 Nem teljesen specifikált, egy-kimenetű hálózatok tervezése
Kombinációs hálózatok tervezése Nem teljesen specifikált, egy-kimenetű hálózatok tervezése 1. lépés: Egyszerűsítés Karnaugh táblával 2.lépés: Döntés a logikai építőelemek választékáról 3. lépés: Realizáció

26 Egy nem-teljesen specifikált, egykimenetű KH tervezése
Kombinációs hálózatok tervezése Egy nem-teljesen specifikált, egykimenetű KH tervezése Felsoroljuk az 1-es és közömbös mintermeket: F1 : ( 2, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 14, 15) Fdc : (0, 6, 13)

27 A tervezési feladat megoldása
Kombinációs hálózatok tervezése A tervezési feladat megoldása Prímimplikánsok: Irredundáns lefedés:

28 Tervezési példa nem teljesen specifikált esetre (2)
Kombinációs hálózatok tervezése Tervezési példa nem teljesen specifikált esetre (2) A B C D F

29 Több-kimenetű kombinációs hálózatok tervezése (Egy bevezető példa)

30 Több-kimenetű kombinációs hálózatok tervezése (Egy bevezető példa)
BC csak egyszer!!!!

31 Kombinációs hálózatok tervezése
Prímimplikáns készlet többkimenetű kombinációs hálózatok egyszerűsítéséhez: alapelv Nemcsak a közös prímimplikánsok egyszeri megvalósítása egyszerűsítheti a realizációt, hanem a közös implikánsok is. Ezek közül a legnagyobbakat érdemes megkeresni.

32 Kombinációs hálózatok tervezése
Prímimplikáns készlet többkimenetű kombinációs hálózatok egyszerűsítéséhez: egy másik példa

33 Kombinációs hálózatok tervezése
Prímimplikáns készlet többkimenetű kombinációs hálózatok egyszerűsítéséhez: a másik példa megoldása helyett

34 Kombinációs hálózatok tervezése
Prímimplikáns készlet többkimenetű kombinációs hálózatok egyszerűsítéséhez: összefoglalás Lépés1. Megkeressük valamennyi kimenethez rendelt függvény prímimplikánsait. Lépés 2. Megkeressük valamennyi lehetséges függvény-szorzat Lépés 3. Minden egyes kimeneti függvény mintermjeit megpróbáljuk lefedni a következő készletből : - a saját, más kimenetekhez nem tartozó prímimplikánsokkal, - azokkal a maximális közös implikánsokkal, amelyek az adott függvénynek implikánsai.

35 Kombinációs hálózatok tervezése
Hazárdok Azok az eltérések az ideális, késleltetés-nélküli hálózatok viselkedésétől, amelyek a logikai kapuk időbeli késleltetéséből adódnak

36 A statikus hazárd keletkezése
Kombinációs hálózatok tervezése A statikus hazárd keletkezése

37 A statikus hazárd kiküszöbölése
Kombinációs hálózatok tervezése A statikus hazárd kiküszöbölése Redundáns term, de megszünteti a hazárdot

38 Egyéb hazárdok Kombinációs hálózatok tervezése
Dinamikus hazárd : A kimenetnek szintet kell váltania, de ezt kétszer teszi. Kiküszöbölés: a statikus hazárdok megszüntetésével Funkcionális hazárd: Több bemeneti változó együttes változásakor a kimeneten vagy a specifikációtól eltérő szintváltás, vagy többszörös szintváltás jelentkezik. Kiküszöbölés : szinkronizációval

39 A kombinációs hálózatok algebrai modellje
FIZIKAI MODELL: SPECIFIKÁCIÓS MODELL: SPECIFIKÁCIÓS MODELL:

40 Tárolók. Az S-R tároló Sorrendi hálózatok tervezése
Kombinációs hálózat, amelynek kimenete a bemenetre érkezik vissza.

41 Az S-R tároló megvalósítása
Sorrendi hálózatok tervezése Az S-R tároló megvalósítása

42 Az S-R tároló kapu realizációi kapukkal
Sorrendi hálózatok tervezése Az S-R tároló kapu realizációi kapukkal ÉS-VAGY NÉS-NÉS

43 Sorrendi hálózatok tervezése
A D-G tároló

44 A D-G tároló megvalósítása
Sorrendi hálózatok tervezése A D-G tároló megvalósítása Hazárdmentesítés Hazárdmentesített!!!! Szabály: visszacsatolt kombinációs hálózattal megvalósított kapcsolást mindig hazárdmentesíteni kell !!!

45 A D-G realizációi kapukkal
Sorrendi hálózatok tervezése A D-G realizációi kapukkal D-G, S-R-ből

46 A többszörös bemeneti szintváltás szemléltetése D-G tárolón
Sorrendi hálózatok tervezése A többszörös bemeneti szintváltás szemléltetése D-G tárolón Szabály : visszacsatolt kombinációs hálózatok bemenetei közül egyszerre csak egyet szabad változtatni.

47 MESTER-SZOLGA tárolók (flip-flopok)
Sorrendi hálózatok tervezése MESTER-SZOLGA tárolók (flip-flopok) FÁZISOK: 1. A D bemenet mintavételezése és a mintavételezett érték tárolása, miközben a Q kimenet változatlan, őrzi az utolsóként beállt értéket. 2. A Q kimenetre a mintavételezett érték rákapcsolása és tárolása, miközben a D bemenet változásai már hatástalanok maradnak.

48 A D M-S filp-flop kétfázisú órajellel
Sorrendi hálózatok tervezése A D M-S filp-flop kétfázisú órajellel

49 A D M-S flip-flop élvezérelt órajellel
Sorrendi hálózatok tervezése A D M-S flip-flop élvezérelt órajellel

50 Sorrendi hálózatok tervezése
A J-K M-S flip-flop A D-bemenet vezérlése:

51 A J-K flip-flop felépítése D flip-flopból
Sorrendi hálózatok tervezése A J-K flip-flop felépítése D flip-flopból

52 Flip-flopok segéd-bemenetei és szimbólumaik
Sorrendi hálózatok tervezése Flip-flopok segéd-bemenetei és szimbólumaik Pr (Preset) : az aktuális állapottól függetlenül 1-be állítja a tárolót Cl (Clear) : az aktuális állapottól függetlenül 0-ba állítja a tárolót

53 A sorrendi hálózatok modelljei, alaptípusai
Sorrendi hálózatok tervezése A sorrendi hálózatok modelljei, alaptípusai Mealy-típusú sorrendi hálózat - Szinkron - Aszinkron Moore-típusú sorrendi hálózat

54 A kombinációs hálózat algebrai modelljei
Sorrendi hálózatok tervezése A kombinációs hálózat algebrai modelljei

55 A sorrendi hálózat algebrai modellje (1)
Sorrendi hálózatok tervezése A sorrendi hálózat algebrai modellje (1)

56 A sorrendi hálózat algebrai modellje (1)
Sorrendi hálózatok tervezése A sorrendi hálózat algebrai modellje (1)

57 A sorrendi hálózat algebrai modellje (2)
Sorrendi hálózatok tervezése A sorrendi hálózat algebrai modellje (2)

58 A Mealy-típusú sorrendi hálózat általános struktúrája
Sorrendi hálózatok tervezése A Mealy-típusú sorrendi hálózat általános struktúrája A kimeneti hálózatra a bemenetek és az állapotváltozók is rácsatlakoznak

59 A Moore-típusú sorrendi hálózat általános struktúrája
Sorrendi hálózatok tervezése A Moore-típusú sorrendi hálózat általános struktúrája A kimeneti hálózatra csak az állapotváltozók csatlakoznak

60 Sorrendi hálózatok tervezése
A közvetlen visszacsatolású aszinkron sorrendi hálózat általános struktúrája (Mealy)

61 Sorrendi hálózatok tervezése
Az S-R tárolókkal visszacsatolt aszinkron sorrendi hálózat általános struktúrája

62 Sorrendi hálózatok tervezése
A D flip-flopokkal visszacsatolt szinkron sorrendi hálózat általános sémája (Mealy)

63 Sorrendi hálózatok tervezése
A J-K flip-flopokkal visszacsatolt szinkron sorrendi hálózat általános sémája (Mealy)

64 Sorrendi hálózatok tervezése
Az első szinkron hálózat tervezési feladat - a minta-feladat megfogalmazása Egy hálózatra egy órajel ütemében az X1, X2 jelek érkeznek. A hálózat az első X1 = X2 bemeneti kombinációtól kezdve vizsgálja a bemeneteket, és a Z kimenetén jelzi, ha a két bemenet kétszer egymás után azonos logikai szintű. Ha ilyen kombináció-sorozat lezajlott, a vizsgálatot újra kezdi. Tervezzük meg a hálózatot J-K MS flip-flopokkal!

65 Sorrendi hálózatok tervezése
Egy MEALY-modell felvázolása állapot-átmeneti gráffal és előzetes állapot-átmeneti gráffal és táblával állapotgráf állapottábla

66 A bemeneti egyszerűsítési lehetőségek kihasználása
Sorrendi hálózatok tervezése A bemeneti egyszerűsítési lehetőségek kihasználása KIZÁRÓ-NVAGY, XNOR, EKVIVALENCIA A két bemenet helyett csak egy bemenetet kell figyelnünk a feladat megoldása során

67 Állapot-összevonás a feladatban
Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-összevonás a feladatban Az előzetes állapottábla két állapotát nem kell megkülönböztetni, ezért azok összevonhatók, ha bemeneti kombinációnként egyeznek a hozzájuk rendelt kimeneti kombinációk, és bemenő kombinációnként ugyanarra a következő állapotra vezetnek. Példánkban az a és a c állapotok összevonhatók (ac , b)

68 Sorrendi hálózatok tervezése
Az összevont szimbolikus állapottábla, a kódolt állapttábla, a vezérlési tábla

69 A J-K flip-flop vezérlési táblájának származtatása
Sorrendi hálózatok tervezése A J-K flip-flop vezérlési táblájának származtatása

70 A feladat megoldására szolgáló hálózat K táblák
Sorrendi hálózatok tervezése A feladat megoldására szolgáló hálózat K táblák

71 Sorrendi hálózatok tervezése
Realizáció

72 A feladat megoldása Moore-típusú hálózattal
Sorrendi hálózatok tervezése A feladat megoldása Moore-típusú hálózattal

73 A Moore típusú realizáció táblái
Sorrendi hálózatok tervezése A Moore típusú realizáció táblái

74 A Moore típusú realizáció K-táblái
Sorrendi hálózatok tervezése A Moore típusú realizáció K-táblái

75 A Moore típusú realizáció
Sorrendi hálózatok tervezése A Moore típusú realizáció

76 Az első aszinkron hálózat tervezési mintafeladat
Sorrendi hálózatok tervezése Az első aszinkron hálózat tervezési mintafeladat

77 Időzítési diagram és előzetes szimbolikus állapottábla
Sorrendi hálózatok tervezése Időzítési diagram és előzetes szimbolikus állapottábla

78 Sorrendi hálózatok tervezése
A feladat absztrakt szimbolikus állapottáblája, és stabil átmenetek közötti átmenet szemléltetésével Nincs állapot-összevonási lehetőség!!!

79 Állapot-kódolás, a kódolt állapottábla felvétele
Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-kódolás, a kódolt állapottábla felvétele Egy ideális stabil-stabil állapot-átmenet a kódolt állapottáblán:

80 Sorrendi hálózatok tervezése
A valóságos állapotátmenet: kritikus versenyhelyzetből adódó működési hiba

81 Sorrendi hálózatok tervezése
Az állapot-kód megváltoztatása a kritikus versenyhelyzetek kiküszöbölésére Nincs kritikus versenyhelyzet

82 A realizáció K-táblái és lefedésük
Sorrendi hálózatok tervezése A realizáció K-táblái és lefedésük

83 Realizáció Sorrendi hálózatok tervezése
Hogyan áll be a kezdeti állapot?

84 Realizáció, RESET (R) kiegészítő logikával
Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció, RESET (R) kiegészítő logikával Elv: Ha az R jelet fölemeljük, az Y1 Y2 aktuális állapotától függetlenül a következő állapot 0 0 legyen, ez aztán az X=0-nál stabilizálódik.

85 A második aszinkron hálózat tervezési mintafeladat
Sorrendi hálózatok tervezése A második aszinkron hálózat tervezési mintafeladat

86 Előzetes szimbolikus állapottábla
Sorrendi hálózatok tervezése Előzetes szimbolikus állapottábla

87 Az összevont, szimbolikus állapottábla
Sorrendi hálózatok tervezése Az összevont, szimbolikus állapottábla s s2

88 Kódolt állapottábla és a realizáció folyamata
Sorrendi hálózatok tervezése Kódolt állapottábla és a realizáció folyamata

89 Realizáció RESET nélkül és RESET-vel
Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció RESET nélkül és RESET-vel

90 A sorrendi ÉS kapu realizációja S-R tárolóval, vezérlési tábla
Sorrendi hálózatok tervezése A sorrendi ÉS kapu realizációja S-R tárolóval, vezérlési tábla

91 K-táblák az S-R tárolós megvalósításhoz
Sorrendi hálózatok tervezése K-táblák az S-R tárolós megvalósításhoz

92 Realizáció, kezdő-állapot beállítás nélkül
Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció, kezdő-állapot beállítás nélkül

93 Realizáció, kezdő-állapot beállítással kiegészítve
Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció, kezdő-állapot beállítással kiegészítve Alapelv: Az RST felemelése a tároló aktuális állapotától függetlenül az S-re 0-,t, az R-re 1-et eredményezzen.

94 Lényeges hazárdok aszinkron hálózatokban
Sorrendi hálózatok tervezése Lényeges hazárdok aszinkron hálózatokban

95 Szinkron sorrendi hálózatok tervezésének fő lépései
Sorrendi hálózatok tervezése Szinkron sorrendi hálózatok tervezésének fő lépései

96 Aszinkron sorrendi hálózatok tervezésének fő lépései
Sorrendi hálózatok tervezése Aszinkron sorrendi hálózatok tervezésének fő lépései

97 Sorrendi hálózatok kezdeti állapotának beállítása
Sorrendi hálózatok tervezése Sorrendi hálózatok kezdeti állapotának beállítása

98 Sorrendi hálózatok tervezése
Szinkron: Beállítás a PRESET (Pr) és a CLEAR (Cl) bemenetek kihasználásával

99 Sorrendi hálózatok tervezése
Szinkron: Beállítás az fy hálózat kiegészítésével, D flip-flop esetében

100 Sorrendi hálózatok tervezése
Szinkron: Beállítás az fy hálózat kiegészítésével, J-K flip-flop esetében

101 Sorrendi hálózatok tervezése
Aszinkron: Közvetlenül visszacsatolt kombinációs hálózattal megvalósított aszinkron hálózat kezdeti állapotának beállítása

102 Sorrendi hálózatok tervezése
Aszinkron: S-R tárolókkal visszacsatolt aszinkron hálózatok kezdeti állapotának beállítása

103 Állapot-összevonási módszerek
Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-összevonási módszerek 1. Állapot-összevonás teljesen specifikált szimbolikus előzetes állapottáblán 2. Állapot-összevonás nem teljesen specifikált, szimbolikus előzetes állapottáblán

104 Sorrendi hálózatok tervezése
Állapot-összevonás teljesen specifikált előzetes szimbolikus állapottáblán Az összevonhatóság feltétele

105 A nem-megkülönböztethetőség, mint reláció
Sorrendi hálózatok tervezése A nem-megkülönböztethetőség, mint reláció Az ilyen relációkat ekvivalencia-típusú relációknak nevezzük.

106 Összevonható állapotok szemléltetése és a lépcsős tábla
Sorrendi hálózatok tervezése Összevonható állapotok szemléltetése és a lépcsős tábla Diszjunkt részhalmazokra bontás

107 Jelölések a lépcsős táblán
Sorrendi hálózatok tervezése Jelölések a lépcsős táblán

108 Mintapélda megoldása lépcsős táblán (1)
Sorrendi hálózatok tervezése Mintapélda megoldása lépcsős táblán (1)

109 Mintapélda megoldása lépcsős táblán (2)
Sorrendi hálózatok tervezése Mintapélda megoldása lépcsős táblán (2)

110 Mintapélda megoldása lépcsős táblán (3)
Sorrendi hálózatok tervezése Mintapélda megoldása lépcsős táblán (3)

111 Az összevont szimbolikus állapottábla
Sorrendi hálózatok tervezése Az összevont szimbolikus állapottábla

112 Állapot-összevonás nem teljesen specifikált előzetes szimbolikus állapottáblán
A nem teljesen specifikált előzetes, szimbolikus állapottáblán két állapot nem megkülönböztethető, ha bemeneti kombinációnlént megegyeznek a kimeneti kombinációk, ha mindkettőre specifikálva vannak, és a következő éllapotok is nem megkülönböztethetők, ha mindkettőre specifikálva vannak.

113 A nem-megkülönböztethetőség, mint reláció
Sorrendi hálózatok tervezése A nem-megkülönböztethetőség, mint reláció Jelölések a lépcsős táblán:

114 A kompatibilitási osztályok zárt halmaza
Sorrendi hálózatok tervezése A kompatibilitási osztályok zárt halmaza

115 Sorrendi hálózatok tervezése
Kevesebb, vagy kisebb állapot-számú osztályból álló zárt kompatibilitási osztály-halmaz keresése

116 Példa NTSH állapottáblázaton történő állapot-összevonásra
Sorrendi hálózatok tervezése Példa NTSH állapottáblázaton történő állapot-összevonásra

117 A lépcsős tábla alkalmazása
Sorrendi hálózatok tervezése A lépcsős tábla alkalmazása

118 Két redukált, zárt osztályhalmaz
Sorrendi hálózatok tervezése Két redukált, zárt osztályhalmaz

119 A két lehetséges összevonás alapján előállított összevont táblák
Sorrendi hálózatok tervezése A két lehetséges összevonás alapján előállított összevont táblák

120 Összefoglalás az állapot-összevonási módszerekről
Sorrendi hálózatok tervezése Összefoglalás az állapot-összevonási módszerekről

121 Állapot-kódolási módszerek
Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-kódolási módszerek

122 Partícióalgebrai alapok

123 Speciális partíciók A legfinomabb partíció: Π0 = (a), (b),(c), (d), (e), (f), (g) A legdurvább partíció: Πe= (a, b, c, d, e, f ,g)

124 Műveletek partíciók között Partíciók úniója

125 Partíciók metszete

126 A partíciók közötti részben-rendezési reláció

127 Partíciók hálója

128 Általánosítás: Egy fy hálózat kompozíció

129 Az i. komponenshez rendelt partíció-pár

130 Komponens és környezetének partíciója
Legyen a komponenshez rendelt Πi partíció az, amely egy osztályba sorolja azokat az állapotokat, amelyeket az i. komponens azonosan kódol. Legyen ΠiK az, amely egy osztályba sorolja azokat az állapotokat, amelyeket az i. komponens környezete egyformán kódol. Az „egyformán kódolva” : ekvivalencia reláció ! ! !

131 Partícópárok

132 A partíció-pár fy tulajdonsága

133 Komponens-partíciók tulajdonsága
A komponens partíciók metszete a legfinomabb partíció Π1 ∩ Π2 ∩ . . .Πi Πn = Π0 (A legdurvább partíció: minden elem egyetlen blokkban van : Πe )

134 PÉLDA

135 Önfüggő szekunder-változó csoport keresése: egy bevezető példa
Sorrendi hálózatok tervezése Önfüggő szekunder-változó csoport keresése: egy bevezető példa

136 HT partíció

137 Sorrendi hálózatok tervezése
HT partíció általában

138 Sorrendi hálózatok tervezése
Önfüggő szekunder változó-csoport keresése: egy HT-partíciós állapotkódolási feladat, 1. kísérlet. (Legyen a és b egy osztályban) NEM JÓ!!! Az egyik triviális partíciót kaptuk!!!!

139 Sorrendi hálózatok tervezése
Önfüggő szekunder változó-csoport keresése: egy HT-partíciós állapotkódolási feladat 2. kísérlet. (Legyen a és c egy osztályban) Ez már jó!!!!

140 Az állapotkód felvétele és a realizáció vezérlési táblája
Sorrendi hálózatok tervezése Az állapotkód felvétele és a realizáció vezérlési táblája

141 Az önfüggés igazolása K-táblákkal
Sorrendi hálózatok tervezése Az önfüggés igazolása K-táblákkal

142 ÁLLAPOTKÓDOLÁSI SÉMÁK

143 Szinkron hálózatok 1-es súlyú állapotkódolással
Sorrendi hálózatok tervezése Szinkron hálózatok 1-es súlyú állapotkódolással

144 Sorrendi hálózatok tervezése
Aszinkron hálózatok állapot-kódolása:Tracey és Unger módszere a kritikus versenyhelyzetek kiküszöbölésére

145 Példa a T-U módszer alkalmazására
Sorrendi hálózatok tervezése Példa a T-U módszer alkalmazására „leselkedők” Ahány hazárd-veszélyes átmenet, annyi szabály, ahány szabály annyi szekunder változó.A szabályok száma azonban csökkenthető, összevonással.

146 A TU módszer egy korábbi példán

147 Önfüggő szekunder-változó csoport keresése: egy bevezető példa
Sorrendi hálózatok tervezése Önfüggő szekunder-változó csoport keresése: egy bevezető példa

148 Önfüggő szekunder-változó csoport keresése: egy bevezető példa
Sorrendi hálózatok tervezése Önfüggő szekunder-változó csoport keresése: egy bevezető példa

149 A HT partíció szemléltetése
Sorrendi hálózatok tervezése A HT partíció szemléltetése A második kódolási változat

150 A HT partíció szemléltetése
Sorrendi hálózatok tervezése A HT partíció szemléltetése A második kódolási változat D2-Q2 flp-flopjának környezeti és komponens-partíciója megegyezik, és az állapottáblán ellenőrizhető módon fenn áll a következő tulajdonság:

151 Sorrendi hálózatok tervezése
HT partíció általában

152 Sorrendi hálózatok tervezése
Önfüggő szekunder változó-csoport keresése: egy HT-partíciós állapotkódolási feladat, 1. kísérlet. (Legyen a és b egy osztályban) NEM JÓ!!! Az egyik triviális partíciót kaptuk!!!!

153 Sorrendi hálózatok tervezése
Önfüggő szekunder változó-csoport keresése: egy HT-partíciós állapotkódolási feladat 2. kísérlet. (Legyen a és c egy osztályban) Ez már jó!!!!

154 Az állapotkód felvétele és a realizáció vezérlési táblája
Sorrendi hálózatok tervezése Az állapotkód felvétele és a realizáció vezérlési táblája

155 Az önfüggés igazolása K-táblákkal
Sorrendi hálózatok tervezése Az önfüggés igazolása K-táblákkal

156 Szinkron hálózatok 1-es súlyú állapotkódolással
Sorrendi hálózatok tervezése Szinkron hálózatok 1-es súlyú állapotkódolással

157 Sorrendi hálózatok tervezése
Aszinkron hálózatok állapot-kódolása:Tracey és Unger módszere a kritikus versenyhelyzetek kiküszöbölésére

158 Példa a T-U módszer alkalmazására
Sorrendi hálózatok tervezése Példa a T-U módszer alkalmazására „leselkedők” Ahány hazárd-veszélyes átmenet, annyi szabály, ahány szabály annyi szekunder változó.A szabályok száma azonban csökkenthető, összevonással.

159 Az összetett digitális egységek csoportjai

160 Multiplexerek, demultiplexerek
Összetett digitális egységek Multiplexerek, demultiplexerek

161 Négybemenetű, egykimenetú multiplexer
Sorrendi hálózatok tervezése Négybemenetű, egykimenetú multiplexer

162 Bővítés a bemenetek számának növelésére
Összetett digitális egységek Bővítés a bemenetek számának növelésére

163 Bővítés sínek közötti választás céljából
Sorrendi hálózatok tervezése Bővítés sínek közötti választás céljából

164 A multiplexerek felépítése
Sorrendi hálózatok tervezése A multiplexerek felépítése

165 A multiplexer, mint programozható logikai hálózat
Összetett digitális egységek A multiplexer, mint programozható logikai hálózat A EXOR függvény megvalósítása4-1 multiplexerrel

166 Demultiplexerek Összetett digitális egységek
A demultriplexer, mint dekóder

167 Multiplexerek és demultiplexerek CMOS átvivő-kapukkal
Összetett digitális egységek Multiplexerek és demultiplexerek CMOS átvivő-kapukkal CMOS kapcsoló: egy n- és egy p-csatornás MOS tranzisztor párhuzamosan összekapcsolva

168 Szintvezérelt, statikus regiszter
Összetett digitális egységek Szintvezérelt, statikus regiszter A regiszter a G=1 szint fenállásának idején „átlátszó”, azaz d változásai késleltetve ugyan, de kijutnak a kimenetre.

169 Szintvezérelt regiszter ponált és negált beírójelekkel
Összetett digitális egységek Szintvezérelt regiszter ponált és negált beírójelekkel A CMOS kapcsoló alkalmazása.

170 Kvázistatikus regiszter
Összetett digitális egységek Kvázistatikus regiszter A kapacitás a G lefutása és H felfutása között tárolja a beírt szintet. Az inverterek frissítenek

171 Összetett digitális egységek
Élvezérelt regiszter Az átlátszóság a G jel felfutásának idejére szűkül! Igen sok előny származik ebből.

172 A soros memóriák alapeleme
Összetett digitális egységek A soros memóriák alapeleme Ez egy két bemenetről beírható élvezérelt D-MS flip-flop, a bemeneten 2-1 multiplexerrel.

173 Összetett digitális egységek
Nyitott, párhuzamosan is betölthető soros elérésű memória-sor (SHIFT-regiszter)

174 Összetett digitális egységek
Bit-szervezésű, sorosan rátölthető, párhuzamosan is betölthető soros elérésű memória

175 Szószervezésű, sorosan rátölthető soros elérésű memória
Összetett digitális egységek Szószervezésű, sorosan rátölthető soros elérésű memória

176 FIFO (First In First Out) memória
Összetett digitális egységek FIFO (First In First Out) memória

177 A LIFO (Last In First Out) memória elemei
Összetett digitális egységek A LIFO (Last In First Out) memória elemei LIFO alap-elem, LIFO egy sora

178 Párhuzamos elérésű memóriák (RAM-ok)
Összetett digitális egységek Párhuzamos elérésű memóriák (RAM-ok) R : olvasás, W : Írás RAM alapcella Szószervezésű RAM

179 Összetett digitális egységek
Számlálók. A J-K MS tároló, mint a számlálók alapeleme. A kettes osztó funkció

180 A szinkron számlálók modellje
Összetett digitális egységek A szinkron számlálók modellje általános séma mod 16 (4-bites) számláló Prioritási rend a vezérlők között: R, L, E

181 Adott modulusú számláló átalakítása más modulusúvá
Összetett digitális egységek Adott modulusú számláló átalakítása más modulusúvá m’ < m

182 Számláló nullától különböző kezdő értékének beállítása
Összetett digitális egységek Számláló nullától különböző kezdő értékének beállítása

183 Modulo-256-os számláló mod-16 számlálókból
Összetett digitális egységek Modulo-256-os számláló mod-16 számlálókból

184 Összetett digitális egységek
Szinkron számlálók alkalmazása szinkron sorrendi hálózatok tervezésére: egy feladat Táblázatok a megvalósításhoz Állapot kimenetű kódolt állapotgráf

185 Realizáció mod-8-as számlálóval és 8-1 multiplexerekkel
Összetett digitális egységek Realizáció mod-8-as számlálóval és 8-1 multiplexerekkel

186 Összetett digitális egységek
Aszinkron számlálók Kettes osztók kaszkádja

187 Aszinkron számlálók kaszkádja. Mod-256 mod-16 aszinkron számlálókkal
Összetett digitális egységek Aszinkron számlálók kaszkádja. Mod-256 mod-16 aszinkron számlálókkal

188 Összetett digitális egységek
Komparátorok 4-bites komparátor 8-bites komparátor, 4-bitesekből

189 Összeadók. Az 1-bites összeadó
Összetett digitális egységek Összeadók. Az 1-bites összeadó

190 Soros átvitelképzésű bit-vektor összeadó
Összetett digitális egységek Soros átvitelképzésű bit-vektor összeadó

191 Párhuzamos átvitelképzésű bit-vektor összeadó
Összetett digitális egységek Párhuzamos átvitelképzésű bit-vektor összeadó

192 Kettes-komplemens-képző egységek
Összetett digitális egységek Kettes-komplemens-képző egységek

193 Abszolút-érték képző. Kivonás mikroprocesszorokban
Összetett digitális egységek Abszolút-érték képző. Kivonás mikroprocesszorokban

194 Szorzók. 4-bites array-szorzó
Összetett digitális egységek Szorzók. 4-bites array-szorzó

195 8-bites szorzó 4-bites egységekből
Összetett digitális egységek 8-bites szorzó 4-bites egységekből

196 Vezérlők: A digitális egység felbontása adat- és vezérlő-alegységre
Összetett digitális egységek Vezérlők: A digitális egység felbontása adat- és vezérlő-alegységre

197 Számláló-típusú vezérlők
Összetett digitális egységek Számláló-típusú vezérlők A struktúra hazárdmentes vezérlés

198 Példa számláló típusú vezérlő egység tervezésére
Összetett digitális egységek Példa számláló típusú vezérlő egység tervezésére folyamat-ábra állapotgráf és vezérlési akciók

199 Összetett digitális egységek
A feladat megoldása a három multiplexer a vezérlőjelek realizálása

200 Vezérlés mikroprogramozással
Összetett digitális egységek Vezérlés mikroprogramozással

201 A Neumann architektúra
Mikroprocesszorok A Neumann architektúra ADAT-SÍN: Kétirányú, háromállapotú CÍMZÉSI MÓDOK: CÍM-SÍN: Egyirányú, háraomállapotú

202 A szekvenciális program
Mikroprocesszorok A szekvenciális program

203 Egyszerű mikroprocesszor architektúra
Mikroprocesszorok Egyszerű mikroprocesszor architektúra

204 Mikroprocesszorok Az utasításkészlet

205 A ’MOVEr,M’ (Move from Memory) utasítás végrehajtása
Mikroprocesszorok A ’MOVEr,M’ (Move from Memory) utasítás végrehajtása

206 Az ’ADD M’ ( Add Memory) utasítás végrehajtása
Mikroprocesszorok Az ’ADD M’ ( Add Memory) utasítás végrehajtása

207 A ’CALL’ ( Call, azaz alprogram hívás) utasítás végrehajtása (1)
Mikroprocesszorok A ’CALL’ ( Call, azaz alprogram hívás) utasítás végrehajtása (1)

208 A ’CALL’ ( Call, azaz alprogram hívás) utasítás végrehajtása (2)
Mikroprocesszorok A ’CALL’ ( Call, azaz alprogram hívás) utasítás végrehajtása (2)

209 Mikroprocesszorok A READY-WAIT jelpáros

210 Mikroprocesszorok A státusz-információ

211 A jelzőbitek(csak néhány)
Mikroprocesszorok A jelzőbitek(csak néhány)

212 Az SP értékének beállítása
Mikroprocesszorok Az SP értékének beállítása

213 A megszakítások kezelése
Mikroprocesszorok A megszakítások kezelése

214 A mikroprocesszoros rendszer
Mikroprocesszorok A mikroprocesszoros rendszer

215 Rendszer-komponensek
Mikroprocesszorok Rendszer-komponensek

216 Mikroprocesszor és más rendszerelemek közötti kommunikáció
Mikroprocesszorok Mikroprocesszor és más rendszerelemek közötti kommunikáció MASTER : képes adatátvitel kezdeményezésére és a folyamat vezérlésére SLAVE : A MASTER kijelőlésére képesek résztvenni az adatátvitelben

217 A kommunikáció időbeli lefolyása
Mikroprocesszorok A kommunikáció időbeli lefolyása -Szinkron adatátvitel A MASTER órajele szolgáltatja az átvitel eseményeinek időpontjait - Aszinkron adatátvitel A MASTER és a SLAVE vezérlőjelei egymást aktivizálják (HAND-SHAKE)

218 Negatív logikájú vezérlő-sín jelek
Mikroprocesszorok Negatív logikájú vezérlő-sín jelek

219 MASTER és SLAVE kapcsolata
Mikroprocesszorok MASTER és SLAVE kapcsolata

220 HAND-SHAKE olvasás/írás
Mikroprocesszorok HAND-SHAKE olvasás/írás írás olvasás