intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng môn Kỹ thuật số 2: Chương 1 - GV. Nguyễn Hữu Chân Thành

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:49

Thêm vào BST
Báo xấu
256
lượt xem 51
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Kỹ thuật số 2: Chương 1 trình bày nội dung thiết kế máy trạng thái. Các nội dung cụ thể được trình bày trong chương bao gồm: Giới thiệu máy trạng thái, phân tích máy trạng thái, thiết kế máy trạng thái và các bài tập thực hành.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Kỹ thuật số 2: Chương 1 - GV. Nguyễn Hữu Chân Thành

  1. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 Chương 1 THIẾT KẾ MÁY TRẠNG THÁI X g(X,Y) W Y f(X,Y) Z X g(X,Y) W Y f(Y) Z Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 1
  2. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 1. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI  Söï khaùc bieät giöõa maïch toå hôïp vaø maïch tuaàn töï.  Maïch tuaàn töï coøn ñöôïc goïi laø maùy traïng thaùi höõu haïn FSM (Finite State Machine) hay goïi taét laø maùy traïng thaùi.  Caùc thaønh phaàn cuûa moät FSM:  Boä nhôù traïng thaùi  Maïch logic traïng thaùi keá tieáp  Maïch logic ngoõ ra  Maùy traïng thaùi ñöôïc chia laøm hai moâ hình:  Moâ hình Moore  Moâ hình Mealy Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 2
  3. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 1. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt) X g(X,Y) f(X,Y) W Y Z Moâ hình Mealy Hình 1.1 Caùc moâ hình maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 3
  4. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 1. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt) X g(X,Y) W Y f(Y) Z Moâ hình Moore Hình 1.1 Caùc moâ hình maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 4
  5. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 1. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Maùy traïng thaùi löu laïi ôû moãi traïng thaùi trong moät khoaûng ñöôïc goïi laø thôøi gian traïng thaùi (state time) Thôøi gian traïng thaùi = Thôøi gian chuyeån bieán + Thôøi gian oån ñònh Hình 1.2 Bieåu ñoà thôøi gian cuûa maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 5
  6. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 1. GIỚI THIỆU MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Caùc phöông trình trong khoaûng thôøi gian oån ñònh:  W(iT) = g[X(iT), Y(iT)]  Z(iT) = f [X(iT), Y(iT)] (Mealy)  Hay Z(iT) = f [Y(iT)] (Moore)  Ngoõ ra daïng ñöôøng oáng (pipelined outputs) X g(X,Y) W Y f(X,Y) Z Zp Hình 1.3 Maùy traïng thaùi Mealy vôùi ngoõ ra daïng ñöôøng oáng Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 6
  7. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI Các bước phân tích: 1) Xaùc ñònh caùc phöông trình kích thích (excitation equations) 2) Xaùc ñònh caùc phöông trình chuyeån tieáp (transition equations) 3) Xaây döïng baûng chuyeån tieáp (transition table) 4) Xaùc ñònh caùc phöông trình ngoõ ra (output equations) 5) Xaây döïng baûng chuyeån tieáp/ngoõ ra. 6) Xaây döïng baûng traïng thaùi/ngoõ ra. 7) (Tuøy choïn) Veõ giaûn ñoà traïng thaùi (state diagram/graph). Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 7
  8. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Ví dụ: Phaân tích maùy traïng thaùi sau: Hình 1.4 Maùy traïng thaùi ñoàng boä duøng D flip-flop kích caïnh leân Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 8
  9. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Phöông trình kích thích: D0 = Q0.EN + Q0.EN D1 = Q1.EN + Q1.Q0.EN + Q1.Q0.EN  Phöông trình ñaëc tính cuûa D-FF: Q+ = D Q0 + = Q0.EN + Q0.EN Q1+ = Q1.EN + Q1.Q0.EN + Q1.Q0.EN  Baûng chuyeån tieáp Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 9
  10. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Phöông trình ngoõ ra: MAX = Q1.Q0.EN  Baûng trạng thaùi/ngoõ ra: Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 10
  11. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Giaûn ñoà traïng thaùi:  Tröôøng hôïp ngoõ ra kieåu Moore: Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 11
  12. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt)  Giaûn ñoà traïng thaùi kieåu Moore:  Giaûn ñoà thôøi gian: Hình 1.7 Giaûn ñoà thôøi gian cho ví duï phaân tích maùy traïng thaùi Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 12
  13. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 2. PHÂN TÍCH MÁY TRẠNG THÁI (tt) Baøi taäp Phaân tích maùy traïng thaùi ñoàng boä ñöôïc cho treân hình P1.1. Vieát caùc phöông trình kích thích/ngoõ ra, baûng chuyeån tieáp/ngoõ ra, baûng traïng thaùi/ngoõ ra vaø veõ giaûn ñoà traïng thaùi (duøng caùc teân traïng thaùi A-D cho Q1Q2= 00 - 11). Hình P1.1 Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 13
  14. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3. THIẾT KẾ MÁY TRẠNG THÁI Các bước thiết kế: 1) Xaây döïng giản ñoà traïng thaùi hay baûng traïng thaùi/ngoõ ra 2) (Tuøy choïn) Toái thieåu hoùa soá traïng thaùi 3) Gaùn (maõ hoùa) traïng thaùi 4) Xaây döïng baûng chuyeån tieáp/ngoõ ra 5) Xaây döïng baûng kích thích 6) Daãn ra caùc phöông trình kích thích vaø ngoõ ra 7) Thöïc hieän maïch Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 14
  15. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3.1. XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Ví duï 1.2: Daãn ra giaûn ñoà traïng thaùi cho moät maïch phaùt hieän chuoãi coù sô ñoà khoái nhö treân hình 1.9. Khi chuoãi vaøo laø 101 thì Z= 1, ngöôïc laïi Z=0. X Z Clk Hình 1.9 Sô ñoà khoái cuûa m 0/0 aïch phaùt hieän chuoãi ví duï 1.2 S0 1/0 1/1 S1 1/0 0/0 S2 0/0 Hình 1.12 Giaûn ñoà Mealy cho ví duï 1.2 Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 15
  16. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3.1. XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI (tt) Baûng traïng thaùi Tröôøng hôïp maùy traïng thaùi kieåu Moore: 0 S0 1 S1 0 0 0 1 0 1 S3 S2 1 0 0 Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 16
  17. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3.1. XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI (tt) Ví duï 1.3: Daãn ra giaûn ñoà traïng thaùi cho m m oät aïch phaùt hieän chuoãi coù sô ñoà khoái nhö treân hình 1.9. Ngoõ ra Z =1 neáu chuoãi ngoõ vaøo taän cuøng laø 010 hay 1001, ngöôïc laïi Z =0. f S0 1/0 Ta ghù C uã häñô rï ta n i ho n a ö ï i n c 0/0 0/0 1/0 b S0 Rst ee S1 g S h 4 S1 0 i 1 1/0 /0 c 0/0 S2 01 0/1 0 /0 S a 2 S3 S3 00 a 1 1 hy 0 e 1/0 S4 1 0 /0 1 S d /1 5 S5 10 0 Hình 1.18 Giaûn ñoà Mealy hoaøn chænh cho ví duï 1.3 Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 17
  18. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3.1. XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI (tt) Baøi taäp: Daãn ra giaûn ñoà traïng thaùi cho m m oät aïch phaùt hieän chuoãi coù sô ñoà khoái nhö treân hình. Ngoõ ra Z = 1 neáu chuoãi ngoõ vaøo taän cuøng laø 0010 hay 100, ngöôïc laïi Z =0. X Z Ví duï : X =1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 Clk Z = 000101101001010 Chuù yù laø maïch seõ khoâng reset veà traïng thaùi ban ñaàu khi xaûy ra Z =1. Gôïi yù: lôøi giaûi toái thieåu caàn 6 traïng thaùi. Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 18
  19. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3.2. RÚT GỌN BẢNG TRẠNG THÁI  Tại sao nên rút gọn bảng trạng thái?  Số FF cần là ít nhất.  Số trạng thái ít nhất có thể tận dụng được nhiều don’t care hơn → giảm số cổng cần để cài đặt.  Ñònh nghóa: Hai traïng thaùi Si vaø Sj ñöôïc goïi laø töông ñöông nhau neáu vaø chæneáu:  ÖÙng vôùi moãi toå hôïp ngoõ vaøo taùc ñoäng seõ cho caùc ngoõ ra gioáng nhau.  ÖÙng vôùi moãi toå hôïp ngoõ vaøo taùc ñoäng seõ taïo ra caëp traïng thaùi keá tieáp töông ñöông nhau.  Giới thiệu caùc qui trình ruùt goïn traïng thaùi:  Tìm haøng töông ñöông (row matching)  Phaân nhoùm töông ñöông (equivalence partitioning)  Baûng keùo theo (implication table/chart) Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 19
  20. Bài giảng môn Kỹ thuật số 2 3.2. RÚT GỌN BẢNG TRẠNG THÁI (tt) 3.2.1. Phöông phaùp tìm haøng töông ñöông: Ví duï 1.4: Daãn ra giaûn ñoà traïng thaùi cho m m oät aïch phaùt hieän chuoãi coù sô ñoà khoái nhö treân hình 1.9. Ngoõ ra Z = 1 neáu chuoãi ngoõ vaøo taän cuøng laø 1010 hay 0110, ngöôïc laïi Z = 0. Maïch seõ reset sau m 4-bit oãi vaøo. Ví duï veà ñaùp öùng vaøo-ra: Giảng viên: Nguyễn Hữu Chân Thành 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2