Digitális hálózatok Somogyi Miklós.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Oszthatósággal kapcsolatos feladatok pszeudokódban.
Advertisements

Elemi algoritmusok Páll Boglárka.
Készítette: Boros Erzsi
A MABISZ és a fogyasztók I.MABISZ szervezeti átalakulása: érdekképviselet szint szakmai kompetenciaközpontok.
Erőállóképesség mérése Találjanak teszteket az irodalomban
Digitális technika II. Rész: Sorrendi hálózatok
MATEMATIKA Év eleji felmérés 3. évfolyam
Digitális technika alapjai
Sorrendi (szekvenciális)hálózatok tervezése
Az előadásokon oldandók meg. (Szimulációs modell is tartozik hozzájuk)
6) 7) 8) 9) 10) Mennyi az x, y és z értéke? 11) 12) 13) 14) 15)
Számítógépek felépítése 3. előadás CPU, utasítás ciklus, címzés
Elektromos mennyiségek mérése
Az új történelem érettségiről és eredményeiről augusztus Kaposi József.
Utófeszített vasbeton lemez statikai számítása Részletes számítás
Euklidészi gyűrűk Definíció.
A tételek eljuttatása az iskolákba
Két változó közötti összefüggés
Alhálózat számítás Osztályok Kezdő Kezdete Vége Alapértelmezett CIDR bitek alhálózati maszk megfelelője A /8 B
Bevezetés a digitális technikába
Fodrostollú magyar lúd
VÁLOGATÁS ISKOLÁNK ÉLETÉBŐL KÉPEKBEN.
Aszociációs kolloidok, micellaképződés
Digitális hálózatok dr. Keresztes Péter
Kovalens kötés a szilícium-kristályrácsban
1. IS2PRI2 02/96 B.Könyv SIKER A KÖNYVELÉSHEZ. 2. IS2PRI2 02/96 Mi a B.Könyv KönyvelésMérlegEredményAdóAnalitikaForintDevizaKönyvelésMérlegEredményAdóAnalitikaForintDeviza.
Miskolci Egyetem Informatikai Intézet Általános Informatikai Tanszé k Pance Miklós Adatstruktúrák, algoritmusok előadásvázlat Miskolc, 2004 Technikai közreműködő:
Digitális rendszerek I. c
A TERMÉSZETTUDOMÁNYOK ALAPJAI 1. Matematika
Számítógépek felépítése 4. előadás ALU megvalósítása, vezérlő egység
Szerkezeti elemek teherbírásvizsgálata összetett terhelés esetén:
Sárgarépa piaca hasonlóságelemzéssel Gazdaság- és Társadalomtudományi kar Gazdasági és vidékfejlesztési agrármérnök I. évfolyam Fekete AlexanderKozma Richárd.
Hardver alapismeretek
DRAGON BALL GT dbzgtlink féle változat! Illesztett, ráégetett, sárga felirattal! Japan és Angol Navigáláshoz használd a bal oldali léptető elemeket ! Verzio.
Fekete László Született: Csillagjegye: Vízöntő
Lineáris egyenletrendszerek (Az evolúciótól a megoldáshalmaz szerkezetéig) dr. Szalkai István Pannon Egyetem, Veszprém /' /
szakmérnök hallgatók számára
108 A kísérletek célja egy speciális anyag optimális előállítási körülményeinek meghatározása volt. A célfüggvény a kihozatal %. melynek maximális értékét.
Az információ-technológia alapfogalmai
A évi demográfiai adatok értékelése
Kalkuláció 13. feladat TK 69. oldal.
Logikai szita Izsó Tímea 9.B.
A szemcsehatárok tulajdonságainak tudatos módosítása Szabó Péter János BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék Anyagvizsgálat a gyakorlatban (AGY 4) 2008.
TERMÉKAJÁNLÓ DOBOZOK Érvényes: február 8.. TERMÉKAJÁNLÓ DOBOZOK  Képes-szöveges termékajánló dobozok az Index, Velvet és Dívány cikkoldalain 
LENDÜLETBEN AZ ORSZÁG A Magyar Köztársaság kormánya.
7. Házi feladat megoldása
Érettségi jelentkezések és érettségi eredmények 2007 Érettségi jelentkezések - érettségi eredmények.
A pneumatika alapjai A pneumatikában alkalmazott építőelemek és működésük vezérlő elemek (szelepek)
A klinikai transzfúziós tevékenység Ápolás szakmai ellenőrzése
Vezérlés Ha a szakasz modellezhető csupa kétállapotú jellel, akkor mindig alkalmazható vezérlés. Lehet analóg jellemző (nyomás, szint, stb.), de a modellhez.
QualcoDuna interkalibráció Talaj- és levegövizsgálati körmérések évi értékelése (2007.) Dr. Biliczkiné Gaál Piroska VITUKI Kht. Minőségbiztosítási és Ellenőrzési.
TÁRSADALOMSTATISZTIKA Sztochasztikus kapcsolatok II.
1. Melyik jármű haladhat tovább elsőként az ábrán látható forgalmi helyzetben? a) A "V" jelű villamos. b) Az "M" jelű munkagép. c) Az "R" jelű rendőrségi.
ERKÖLCS ÉS JOG …………………………………………………………….…..…4 A jog …………………………………………………..…………………5 A jogrendszer és a jogágak, jogszabályok kapcsolata …………………..6 A MAGYAR.
GAZDASÁGI ADOTTSÁGOK ÉS FEJLŐDÉSI IRÁNYOK A délkelet-európai országok Novák Tamás MTA – VKI május 16.
Kvantitatív módszerek
Mikroökonómia gyakorlat
Nagy Szilvia 13. Konvolúciós kódolás
2011/2012 tanév félévi statisztikai adatai. Hiányzások, mulasztások a tanév során (az első 20) Osztály Egy főre eső igazolt órák száma Egy főre eső.
2005. Információelmélet Nagy Szilvia 3. Forráskódolási módszerek.
> aspnet_regiis -i 8 9 TIPP: Az „Alap” telepítés gyors, nem kérdez, de később korlátozhat.
BIOLÓGUS INFORMATIKA 2008 – 2009 (1. évfolyam/1.félév) 3. Előadás.
1 Az igazság ideát van? Montskó Éva, mtv. 2 Célcsoport Az alábbi célcsoportokra vonatkozóan mutatjuk be az adatokat: 4-12 évesek,1.
Számítógépek felépítése 4. előadás ALU megvalósítása, vezérlő egység
Szekvenciális hálózatok
1. Írja fel bináris, hexadecimális és BCD alakban a decimális 111-et
Grosz Imre f. doc. Sorrendi áramkörök
A digitális technika alapjai
Quine-McCluskey Módszer
Előadás másolata:

Digitális hálózatok Somogyi Miklós

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

A kapcsoló algebra azonosságai

A kombinációs hálózat fekete-doboz modellje Kombinációs hálózatok tervezése A kombinációs hálózat fekete-doboz modellje X1. . . .Xn : bemenetek, logikai változók Y1. . . .Ym : kimenetek,

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

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

Egykimenetű kombinációs hálózat igazságtáblázata

Igazságtáblán megadott logikai függvény algebrai alakja

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

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

Néhány grafikus szimbólum a DSCH 3.5 editorból (IEEE szabvány)

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

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!

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

Kombinációs hálózatok tervezése Az algebrai módszer

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

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

Szomszédos mintermek összevonása Kombinációs hálózatok tervezése Szomszédos mintermek összevonása

Szomszédos termek összevonása Kombinációs hálózatok tervezése Szomszédos termek összevonása B D

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

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

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

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

Realizáció NÉS kapukkal Kombinációs hálózatok tervezése Realizáció NÉS kapukkal

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

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)

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

Tervezési példa nem teljesen specifikált esetre (2) Kombinációs hálózatok tervezése Tervezési példa nem teljesen specifikált esetre (2) A B C D F 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 - 1 0 0 1 - 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0

FELADAT 1. Tervezzük meg minimális számú NAND kapuval és kapu-bemenettel azt a nem teljesen specifikált, Y kimenetű kombinációs hálózatot, amelynek kimenete a következő mintermek esetén 1 : (1, 6, 11, 15) Ugyanakkor a következő mintermek esetén közömbös a kimenet: (3, 5, 7, 9, 14) A mintermeket a bemenetek A,B,C,D sorrendjében kell értelmezni.

FELADAT 2. Tervezzük meg minimális számú NAND kapuval és kapu-bemenettel azt a nem teljesen specifikált, Y kimenetű kombinációs hálózatot, amelynek kimenete a következő mintermek esetén 1 : (1, 4, 7, 11, 13, 14) Ugyanakkor a következő mintermek esetén közömbös a kimenet: (3, 5, 6, 9, 12, 15) A mintermeket a bemenetek A,B,C,D sorrendjében kell értelmezni.

FEALADAT 3. Tervezzük meg minimális számú NAND kapuval és kapu-bemenettel azt a nem teljesen specifikált, Y kimenetű kombinációs hálózatot, amelynek kimenete a következő mintermek esetén 1 : (0, 5, 10, 15) Ugyanakkor a következő mintermek esetén közömbös a kimenet: (2, 7, 8, 13 ) A mintermeket a bemenetek A,B,C,D sorrendjében kell értelmezni.

Több-kimenetű kombinációs hálózatok tervezése (Egy bevezető példa)

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

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.

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

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

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.

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

A statikus hazárd keletkezése Kombinációs hálózatok tervezése A statikus hazárd keletkezése

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

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

Logikai függvények megvalósítása bit-szervezésű multiplexerekkel

A multiplexer, mint programozható 1 kimenetű kombinációs hálózat Összetett digitális egységek A multiplexer, mint programozható 1 kimenetű kombinációs hálózat A EXOR függvény megvalósítása4-1 multiplexerrel

A KH algebrai modellje KH = < I, δ, O > I : Az x1, x2 , . . .xn bemenetek felett értelmezett összes bemeneti variáció részhalmaza, O : Az y1, y2,. . . ym kimenetek felett értelmezett kimeneti variációk halmaza δ : függvény, ami az I elemeit az O halmazba képezi le : δ : I  O, azaz δ( ij ) = ok , ahol ij az I, ok az O halmaz egy- egy eleme.

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

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

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

Sorrendi hálózatok tervezése A D-G tároló

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

Szinkron MEALY hálózat, D-MS visszacsatolásokkal

Szinkron MOORE hálózat, D-MS visszacsatolásokkal

Szinkron MEALY hálózat, JK-MS visszacsatolásokkal

Szinkron MOORE hálózat, JK-MS visszacsatolásokkal

Aszinkron MEALY hálózat, közvetlen visszacsatolásokkal

Aszinkron MEALY hálózat, S-R visszacsatolásokkal

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!

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

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

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)

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

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

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

Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció

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

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

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

A Moore típusú realizáció Sorrendi hálózatok tervezése A Moore típusú realizáció

Gyakorló feladat 1. 1. Tervezzük meg szinkron Pr és Cl bemenetekkel is rendelkező, élvezérelt JK-MS tárolókkal azt a Moore-típusú szinkron sorrendi hálózatot a szimbólum-könyvtárban található elemekkel, a lehető legegyszerűbb változatban, amelynek két bemenete (X1, X2) és egy kimenete (Z) van. A hálózat az órajel felfutása előtt fogadja a bemeneti kombinációkat. A hálózat Z kimenete akkor lesz 1, ha a bemenetre az ( 1 0 ) kombináció érkezik, de csak abban az esetben, ha az előző óraciklus által fogadott bemeneti kombináció ( 0 1 ) volt.

A feladat szimbolikus állapotgráfja

Szimbolikus előzetes á.t., összevont előzetes á.t., kódolt á.t.

Kódolt á.t. és vezérlési tábla

Vezérlési tábla és K-táblák

Realizáció

2. Tervezzük meg szinkron Pr és Cl bemenetekkel is rendelkező, élvezérelt D-MS tárolókkal azt a Moore-típusú szinkron sorrendi hálózatot a szimbólum-könyvtárban található elemekkel, a lehető legegyszerűbb változatban, amelynek két bemenete (X1, X2) és egy kimenete (Z) van. A hálózat az órajel felfutása előtt fogadja a bemeneti kombinációkat. A hálózat Z kimenete akkor lesz 1, ha a bemenetre az ( 1 0 ) kombináció érkezik, de csak abban az esetben, ha az előző óraciklus által fogadott bemeneti kombináció ( 0 1 ) volt.

A Moore hálózat, D-MS flip-flopokkal

Vezérlési táblák és K-táblák

Realizáció

3. Tervezzük meg szinkron Pr és Cl bemenetekkel is rendelkező, élvezérelt JK-MS tárolókkal azt a Mealy-típusú szinkron sorrendi hálózatot a lehető legegyszerűbb változatban, amelynek két bemenete (X1, X2) és egy kimenete (Z) van. A hálózat az órajel felfutása előtt fogadja a bemeneti kombinációkat. A hálózat Z kimenete akkor lesz 1, ha a bemenetre a ( 0 1 ) bemeneti kombináció után ( 1 0 ) érkezik.

MEALY, DFF

4.Tervezzük meg szinkron Pr és Cl bemenetekkel is rendelkező, élvezérelt D-MS tárolókkal a mellékelt állapotgráf szerinti állapot-kimenetű szinkron sorrendi hálózatot a lehető legegyszerűbb változatban. A kezdeti állapotot a gráfon dupla kör jelzi.

Egy kódolt gráfos, állapot-kimenetű, 1-es súlyú kódos specifikáció

Megoldás

Egy nem 1-es súlyú variáns ?

Realizáció

Egy újabb szinkron feladat Tervezzük meg egyes súlyú állapotkóddal, Pr és Cl bemenettel is rendelkező D-MS flip-flopokkal azt az egybemenetű (X) egykimenetű (Z), Moore-típusú szinkron sorrendi hálózatot, amely Z = 1 jelzéssel mutatja meg az 1 0 0 1 bemeneti sorozat megjelenését egy soros bemeneti szalagon

A feladat pontosított specifikációja állapotgráffal

1-es súlyú állapotkódolás és a vezérlési kifejezések felírása az állapotgráfból Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 a 1 0 0 0 0 b 0 1 0 0 0 c 0 0 1 0 0 d 0 0 0 1 0 e 0 0 0 0 1

A megoldás sémája

Az engedélyezett J-K flip-flop sémája

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

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

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

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

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

CÉLARCHITEKTÚRA SZINKRON SORRENDI HÁLÓZATOK SZÁMLÁLÓS MEGVALÓSÍTÁSÁRA Összetett digitális egységek CÉLARCHITEKTÚRA SZINKRON SORRENDI HÁLÓZATOK SZÁMLÁLÓS MEGVALÓSÍTÁSÁRA

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

Feladat szinkron számlálós sorrendi hálózat tervezésre

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

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

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

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

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

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

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

Realizáció Sorrendi hálózatok tervezése Hogyan áll be a kezdeti állapot?

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.

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

Előzetes szimbolikus állapottábla Sorrendi hálózatok tervezése Előzetes szimbolikus állapottábla

Az összevont, szimbolikus állapottábla Sorrendi hálózatok tervezése Az összevont, szimbolikus állapottábla s1 s2

Kódolt állapottábla és a realizáció folyamata Sorrendi hálózatok tervezése Kódolt állapottábla és a realizáció folyamata Miért nem kell itt RESET jel a kezdőállapot beállításához?

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

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

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

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

Aszinkron gyakorló feladat Sorrendi hálózatok tervezése Aszinkron gyakorló feladat Tervezzünk olyan egy bemenetű, (X) egy kimenetű (Z) aszinkron hálózatot, amely a bemenetére érkező impulzusok közül csak minden másodikat továbbítja a kimenetre

Sorrendi hálózatok tervezése Előzetes szimbolikus á.t. , eredménytelen állapot-összevonási kísérlet, és kritikus versenyhelyzet mentes állapot-kódolás

A kódolt állapot-tábla Sorrendi hálózatok tervezése A kódolt állapot-tábla

K táblák a szekunder változók és kimenet lefedésére Sorrendi hálózatok tervezése K táblák a szekunder változók és kimenet lefedésére

Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció

Az S-R realizáció K vezérlési- és táblái

Realizáció S-R tárolókkal Sorrendi hálózatok tervezése Realizáció S-R tárolókkal

Ismerjük-e már ezt a hálózatot? Sorrendi hálózatok tervezése Ismerjük-e már ezt a hálózatot?

Lényeges hazárdok aszinkron hálózatokban Sorrendi hálózatok tervezése Lényeges hazárdok aszinkron hálózatokban

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

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

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

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

Sorrendi hálózatok tervezése Szinkron: Beállítás az fy hálózat kiegészítésével, D flip-flop esetében FONTOS! Ez a módszer minden esetben biztosítja a kezdeti állapot beállását a szekunder változók és a bemenetek aktuális állapotától függetlenül

Sorrendi hálózatok tervezése Szinkron: Beállítás az fy hálózat J-K kimeneti logikáinak kiegészítésével FONTOS! Ez a módszer minden esetben biztosítja a kezdeti állapot beállását a szekunder változók és a bemenetek aktuális állapotától függetlenül

Sorrendi hálózatok tervezése Szinkron: Beállítás szekunder változók aktuális állapotának módosításával FONTOS! Ez a módszer egyszerűbb, de nem biztosítja minden esetben a bemenetektől függetlenül a kezdeti állapot beállítását. PÉLDA: Q1n és Q2n alacsony szintje nem garantálja mindkét J alacsony, és mindkét K magas szintjét!

Sorrendi hálózatok tervezése Aszinkron: Közvetlenül visszacsatolt kombinációs hálózattal megvalósított aszinkron hálózat kezdeti állapotának beállítása a szekunder változók módosításával FONTOS! Ez a módszer csak a bemenetekre megadott kezdeti bemeneti kombinációval együtt biztosítja a stabil kezdeti állapot beállítását.

Sorrendi hálózatok tervezése Aszinkron: S-R tárolókkal visszacsatolt aszinkron hálózatok kezdeti állapotának beállítása az fy hálózat S és R kimeneteinek kiegészítésével FONTOS! Ez nem biztosítja minden esetben a bemenetektől függetlenül a stabil kezdeti állapot beállítását.

Sorrendi hálózatok tervezése S-R tárolós aszinkron hálózat kezdeti állapotának beállítása a szekunder változók módosításával FONTOS! Ez a módszer a bemenetekre megadott kezdeti bemeneti kombinációval együtt sem biztosítja mindig a kezdeti állapot beállítását. PÉLDA:

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

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

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

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

Jelölések a lépcsős táblán Sorrendi hálózatok tervezése Jelölések a lépcsős táblán

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

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

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

Az összevont szimbolikus állapottábla Sorrendi hálózatok tervezése Az összevont szimbolikus állapottábla (a c )  s1 (b d )  s2 (e)  s3

Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-összevonás nem teljesen specifikált előzetes szimbolikus állapottáblán (1) A nem teljesen specifikált előzetes, szimbolikus állapottáblán két állapot nem megkülönböztethető, ha bemeneti kombinációnként megegyeznek a kimeneti kombinációk, ha mindkettőre specifikálva vannak, és a következő állapotok is nem megkülönböztethetők, ha mindkettőre specifikálva vannak.

Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-összevonás nem teljesen specifikált előzetes szimbolikus állapottáblán (2) Egy ismert feladat: Tegyük teljesen specifikálttá, és csináljunk összevonást ekvivalencia relációkkal (abd), (ce) 159

Az állapot-kompatibilitás Sorrendi hálózatok tervezése Az állapot-kompatibilitás Egy nem teljesen specifikált szimbolikus előzetes állapottáblával megadott hálózat (NTSH) adott állapotához tartozó specifikációs bemeneti sorozat az, amelyre a hálózat minden állapotátmenete és kimenete specifikálva van. Két szimbolikus állapot az NTSH állapottábláján csak akkor megkülönböztethető, (MK), ha létezik legalább egy olyan specifikált bemeneti sorozat, amely mindkét állapotra érvényes, és amelynek legalább egy elemére más kimeneti kombináció adódik. Ha ilyen specifikációs bemeneti sorozat nem létezik, a két állapot NMK. Ha a kiválasztott két állapotra létezik olyan bemeneti kombináció, amelyre vagy a kimenetek, vagy a következő állapotok, vagy mindkettő specifikálva vannak, a két állapot akkor nem-megkülönböztethető, ha a specifikált kimeneti kombinációk bemeneti kombinációnként megegyeznek, a specifikált következő állapotok pedig nem-megkülönböztethetők.

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

A kompatibilitás elégséges feltételei: Sorrendi hálózatok tervezése A kompatibilitás elégséges feltételei: Ha nincs olyan bemeneti kombináció, amelyre mindkét állapotból specifikált következő állapot és specifikált kimenet lenne az állapottáblán, akkor a két állapot kompatibilis. Ha pedig létezik mindkét állapotra specifikált kimeneti kombinációt és következő állapotot definiáló bemeneti kombináció, és erre a két állapothoz tartozó kimeneti kombinációk megegyeznek, valamint a két állapothoz tartozó következő állapotok kompatibilisek, akkor a két állapot kompatibilis.

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

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

Sorrendi hálózatok tervezése megvizsgáljuk, van-e olyan kompatibilitási osztály, amelynek valamennyi állapota szerepel valamely más osztályban is: ha így van, megkísérelhetjük elhagyni ezt az osztályt. Ez akkor lehetséges, ha az osztály elhagyása után is zárt marad a kompatibilitási osztályok halmaza. Ha a zártság nem tartható fenn, akkor visszatesszük az elhagyni kívánt osztályt, és a többszörösen szereplő állapotok egyes osztályokból való elhagyásával próbálkozunk. ha találunk a teljes lefedettség és a zártság fenntartásával elhagyható állapotokat, akkor egyszerűbb összevont állapottáblát kapunk. több megoldás is kínálkozhat, ezek közül kell választani a megvalósítandó összevont állapottáblát.

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

Mintapélda megoldása lépcsős táblán Sorrendi hálózatok tervezése Mintapélda megoldása lépcsős táblán

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

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

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

Sorrendi hálózatok tervezése Élvezérelt D-C tároló

A lépcsős tábla, a maximális kompatibilitási osztályok, és a legegyszerűbb zárt osztályhalmaz

Sorrendi hálózatok tervezése Kódolás: Y1 Y2 s1 0 0 s2 0 1 s3 1 1 s4 1 0

Állapot-kódolási módszerek Sorrendi hálózatok tervezése Állapot-kódolási módszerek 174

Partícióalgebrai alapok

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

Műveletek partíciók között Partíciók úniója

Partíciók metszete

A partíciók közötti részben-rendezési reláció

Partíciók hálója

Általánosítás: Egy fy hálózat kompozíció

Az i. komponenshez rendelt partíció-pár

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 ! ! !

Partícópárok

A partíció-pár fy tulajdonsága

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

PÉLDA

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

HT partíció

Sorrendi hálózatok tervezése HT partíció általában

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!!!!

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

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

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

ÁLLAPOTKÓDOLÁSI SÉMÁK

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

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

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.

A TU módszer egy korábbi példán

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

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

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

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:

Sorrendi hálózatok tervezése HT partíció általában

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!!!!

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

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

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

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

Aszinkron hálózatok kritikus versenyhelyzet-mentes állapotkódolása

A kritikus versenyhelyzet lehetőségének megállapítása szimbolikus állapottáblán A megváltozott bemeneti kombináció oszlopában találjuk a tervezett új stabil állapot szimbólumát, valamint a stabilizálódott szimbólumot is. Az oszlopban szereplő minden más stabil állapot „leselkedő” potenciális hazárd Például : ha (00,s1) állapotból az (10, s2) állapotba mennénk, az s3 leselkedő, azaz el kéne kerülni, hogy a kódja tranziensként megjelenjen.

Tracey és Unger módszere a kritikus versenyhelyzetek kiküszöbölésére Sorrendi hálózatok tervezése Tracey és Unger módszere a kritikus versenyhelyzetek kiküszöbölésére

Az élvezérelt D-C kritikus versenyhelyzet mentes állapotkódolás TU módszerrel 213

Állapot-kódolás Tracey –Unger módszerrel 1. A lehetséges bemeneti változások szerint listába vesszük a tervezett stabil-stabil átmeneteket, a leselkedő feltüntetésével.

TU szabályok és kiinduló állapotkód Ahány különböző szabály, annyi szekunder változót írunk fel, és annak az állapotait a szabály alapján határozzuk meg. Minden szekunder változóra mindkét lehetséges választást felírjuk.

Összevonások a minimális számú szabály elérésére

A kódolt állapottábla előállítása

Realizáció S-R tárolókkal

Az összetett digitális egységek csoportjai

Multiplexerek, demultiplexerek Összetett digitális egységek Multiplexerek, demultiplexerek

Négybemenetű, egykimenetú multiplexer Sorrendi hálózatok tervezése Négybemenetű, egykimenetú multiplexer

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

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

A multiplexerek felépítése Sorrendi hálózatok tervezése A multiplexerek felépítése

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

Demultiplexerek Összetett digitális egységek A demultriplexer, mint dekóder

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

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.

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

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

CÉLARCHITEKTÚRA SZINKRON SORRENDI HÁLÓZATOK SZÁMLÁLÓS MEGVALÓSÍTÁSÁRA

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

Összetett digitális egységek Aszinkron számlálók Kettes osztók kaszkádja

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

1-bites komparátor

4-bites komparátor összeállítása

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

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

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

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

A kettes-komplemens kódú számábrázolás A :szám, súlyozott bináris kóddal KK(A) : a szám kettes komplemense, adott szabály szerint előállítva. Egy kettes komplemens kódú kódú szám (-1) szerese a szám kettes komplemense A + KK(A) = 0! A kettes komplemens kód: MSB : előjel (MSB-1) – LSB : számérték ●Ha a szám pozitív , előjele 0, a számérték pedig a szám binárisan súlyozott abszolút értéke ● Ha a szám negatív, előjele 1, és az abszolút érték a kettes komplemens, előállításával határozható meg

A kettes komplemens előállítása lépés : bitenkénti negálás (egyes komplemens) lépés : 000….1 hozzáadása az egyes komplemenshez Példa: 0 1 0 1 pozitív szám, abszolút értéke 5, ez tehát a (+5) kettes komplemens kóddal Ennek 2-es komplemense -5 kell hogy legyen: 1-es komplemens : 1 0 1 0 2-es komplemens : 1 0 1 1 Próba : 0 1 0 1 + 1 0 1 1 ------------ (1)0 0 0 0

Kivonás kettes komplemens kódban Vegyük a kivonandó kettes komplemensét,és a kissebítendőhöz adjuk hozzá !

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

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

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

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

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

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

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

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

Kétfázisú órajellel működő vezérlő struktúrája

Négyfázisú MASTER-SLAVE hand-shake protokol

Egy egyszerű SLAVE DP

FELADAT

Kétfázisú órajellel működő vezérlő időzítése

Egy autonom egység tervezése

A megoldás

Egy új feladat Adott egy „d” adatbusz, amelyről elindítás (START) után egymás után két adatot olvasunk be, két regiszterbe. Ezután a két adatot rendezni kell, azaz a baloldali reiszterbe kerül a kisebb. Ha a rendezés megtörtént, tovább adjuk a vezérlést. (PASS)

FSM dekompozíciós feladat

GRÁF-DEKOMPOZÍCIÓ

FSM_1

FSM_2

FSM (TIMING) & CONTROL

A TELJES EGYSÉG

Vezérlés mikroprogramozással Összetett digitális egységek Vezérlés mikroprogramozással

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

A szekvenciális program Mikroprocesszorok A szekvenciális program

Egyszerű mikroprocesszor architektúra Mikroprocesszorok Egyszerű mikroprocesszor architektúra

TAC alapfogalmak CIKLUS : A külső memóriával lebonyolított kommunikáció (írás vagy olvasás) Speciális ciklus : Az utasítás elővétel (FETCH) Állapot : A ciklusok állapotokból állnak. A ciklusok különböző számú állapotból állhatnak. Egy állapot két ph1 felfutás közötti időintervallumot fed

Ciklus, állapot Egy állapot megjelölés a vezérlési folyamatban : Mi.Tj az i. ciklus j. állapota

A harmadik állapot

Mikroprocesszorok Az utasításkészlet

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

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

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

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

Mikroprocesszorok A READY-WAIT jelpáros

Mikroprocesszorok A státusz-információ

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

Az SP értékének beállítása Mikroprocesszorok Az SP értékének beállítása

A megszakítások kezelése Mikroprocesszorok A megszakítások kezelése

A mikroprocesszoros rendszer Mikroprocesszorok A mikroprocesszoros rendszer

Rendszer-komponensek Mikroprocesszorok Rendszer-komponensek

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

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)

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

MASTER és SLAVE kapcsolata Mikroprocesszorok MASTER és SLAVE kapcsolata

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