DIGITÁLIS TECHNIKA 7. Előadó: Dr. Oniga István

Hasonló dokumentumok
DIGITÁLIS TECHNIKA 7-ik előadás

DIGITÁLIS TECHNIKA 8 Dr Oniga. I stván István

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 8

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 9

6. hét: A sorrendi hálózatok elemei és tervezése

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 9

DIGITÁLIS TECHNIKA 7. Előadó: Dr. Oniga István

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Irányítástechnika Elıadás. A logikai hálózatok építıelemei

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 1. rész

Szekvenciális hálózatok Állapotdiagram

10. Digitális tároló áramkörök

DIGITÁLIS TECHNIKA Dr. Lovassy Rita Dr. Pődör Bálint

2) Tervezzen Stibitz kód szerint működő, aszinkron decimális előre számlálót! A megvalósításához

DIGITÁLIS TECHNIKA NORMÁL BCD KÓD PSZEUDOTETRÁDOK AZONOSÍTÁSA A KARNAUGH TÁBLÁN BCD (8421) ÖSSZEADÁS BCD ÖSSZEADÁS: +6 KORREKCIÓ

DIGITÁLIS TECHNIKA II

30.B 30.B. Szekvenciális hálózatok (aszinkron és szinkron hálózatok)

EB134 Komplex digitális áramkörök vizsgálata

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 2. rész

7.hét: A sorrendi hálózatok elemei II.

Dr. Oniga István DIGITÁLIS TECHNIKA 4

F1301 Bevezetés az elektronikába Digitális elektronika alapjai Szekvenciális hálózatok

Laborgyakorlat Logikai áramkörök számítógéppel segített tervezése (CAD)

Digitális Rendszerek (BSc)

3.6. HAGYOMÁNYOS SZEKVENCIÁLIS FUNKCIONÁLIS EGYSÉGEK

5. Hét Sorrendi hálózatok

Kiegészítő segédlet szinkron sorrendi hálózatok tervezéséhez

Szekvenciális hálózatok és automaták

6. hét Szinkron hálózatok tervezése és viszgálata

Digitális technika VIMIAA02

Digitális technika VIMIAA02

Újrakonfigurálható eszközök

Számítógép architektúrák 2. tétel

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Integrált áramkörök/4 Digitális áramkörök/3 CMOS megvalósítások Rencz Márta

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 3. rész

Digitális technika házi feladat III. Megoldások

A feladatokat önállóan, meg nem engedett segédeszközök használata nélkül oldottam meg. Olvasható aláírás:...minta VIZSGA...

Digitális technika (VIMIAA01) Laboratórium 4

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Sorrendi logikai áramkörök 4. rész

Előadó: Nagy István (A65)

Újrakonfigurálható eszközök

Hardver leíró nyelvek (HDL)

Áramkörök elmélete és számítása Elektromos és biológiai áramkörök. 3. heti gyakorlat anyaga. Összeállította:

funkcionális elemek regiszter latch számláló shiftregiszter multiplexer dekóder komparátor összeadó ALU BCD/7szegmenses dekóder stb...

DIGITÁLIS TECHNIKA II Dr. Lovassy Rita Dr. Pődör Bálint

DIGITÁLIS TECHNIKA II

Digitális Technika II. jegyzet

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 4

Laborgyakorlat 3 A modul ellenőrzése szimulációval. Dr. Oniga István

D I G I T Á L I S T E C H N I K A Gyakorló feladatok 3.

Számlálók és frekvenciaosztók Szinkron, aszinkron számlálók

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 4

Újrakonfigurálható eszközök

DIGITÁLIS TECHNIKA Dr. Lovassy Rita Dr. Pődör Bálint

Standard cellás tervezés

DIGITÁLIS TECHNIKA II

LOGIKAI TERVEZÉS HARDVERLEÍRÓ NYELVEN. Dr. Oniga István

Digitális technika II. (vimia111) 5. gyakorlat: Tervezés adatstruktúra-vezérlés szétválasztással, vezérlőegység generációk

Mérési jegyzőkönyv. az ötödik méréshez

DIGITÁLIS TECHNIKA feladatgyűjtemény

Digitális technika - Ellenőrző feladatok

Kombinációs áramkörök modelezése Laborgyakorlat. Dr. Oniga István

Hobbi Elektronika. A digitális elektronika alapjai: Kombinációs logikai hálózatok 1. rész

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 5

Digitális technika (VIMIAA02) Laboratórium 5

1. Kombinációs hálózatok mérési gyakorlatai

Megoldás Digitális technika I. (vimia102) 4. gyakorlat: Sorrendi hálózatok alapjai, állapot gráf, állapottábla

A feladatokat önállóan, meg nem engedett segédeszközök használata nélkül oldottam meg: Olvasható aláírás:...

IRÁNYÍTÁSTECHNIKA I.

Billenő áramkörök Jelterjedés hatása az átvitt jelre

Máté: Számítógép architektúrák

A PC vagyis a személyi számítógép. VII. rész

LOGIKAI TERVEZÉS HARDVERLEÍRÓ NYELVEN. Előadó: Dr. Oniga István

A VERILOG HARDVER LEÍRÓ NYELV ALKALMAZÁSA a LOGIKAI SZINTÉZISBEN

A fealdatot két részre osztjuk: adatstruktúrára és vezérlőre

Aszinkron sorrendi hálózatok

Vegyes témakörök. A KAT120B kijelző vezérlése Arduinoval

DIGITÁLIS TECHNIKA I

HDL tervezés. Gábor Bata FPGA Developer Microwave Networks Ericsson Hungary Ltd.

Máté: Számítógép architektúrák

Járműfedélzeti rendszerek I. 4. előadás Dr. Bécsi Tamás

Egyszerű RISC CPU tervezése

PROTOTÍPUSKÉSZÍTÉS. Előadó: Dr. Oniga István

Gépészmérnöki és Informatikai Kar Automatizálási és Kommunikáció- Technológiai Tanszék

Tartalom Tervezési egység felépítése Utasítások csoportosítása Értékadás... 38

12. NYOMÓGOMBOK ÉS KAPCSOLÓK PERGÉSMENTESÍTÉSE A FEJLESZTŐLAPON

5. KOMBINÁCIÓS HÁLÓZATOK LEÍRÁSÁNAK SZABÁLYAI

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

Elektronikus dobókocka tervezési példa

Digitális kapcsolások megvalósítása Bináris állapotok megvalósítása

Elemi adat típusok. Méret (Bit)

PAL és GAL áramkörök. Programozható logikai áramkörök. Előadó: Nagy István

Verilog ismertető (Szántó Péter, BME MIT, )

Irányítástechnika I. Dr. Bede Zsuzsanna. Összeállította: Dr. Sághi Balázs, egy. docens Dr. Tarnai Géza, egy. tanár

Adatfeldolgozó rendszer tervezése funkcionális elemekkel

Kombinációs hálózat. sorrendi hálózat. 1. ábra

SZORGALMI FELADAT. 17. Oktober

Feszültségszintek. a) Ha egy esemény bekövetkezik akkor az értéke 1 b) Ha nem következik be akkor az értéke 0

Átírás:

IGITÁLIS TECHNIKA 7 Előadó: r. Oniga István

Szekvenciális (sorrendi) hálózatok Szekvenciális hálózatok fogalma Tárolók S tárolók JK tárolók T és típusú tárolók Számlálók Szinkron számlálók Aszinkron számlálók egiszterek http://www.play-hookey.com/digital/ http://www.asic-world.com/digital/seq.html

SZEKVENCIÁLIS HÁLÓZATOK FOGALMA A kombinációs hálózatok kimenetei csak a bemenetek állapotaitól, kombinációitól függnek, semmi mástól. A sorrendi áramkörök "emlékeznek", memória jellegük van, memória elemi áramköröket tartalmaznak A legtöbb digitális áramkör működése függ az előzményektől, az időtől, és az események sorrendjétől KH t+ Tároló X Y t+ Ha egy KH egyszerűen visszacsatolunk: aszinkron sorrendi hálózat Ha a visszacsatolt jeleket csak bizonyos időközönként engedjük vissza a bemenetre (egy külső órajel mindegyik periódusában csak egyszer) szinkron sorrendi hálózat. t Y t Y = f (X,)

TÁOLÓK ÜZEMMÓJAIK: beírás SET a tárolóba logikai beírása törlés ESET a tárolóba logikai beírása tárolás STOE az előző állapot ( vagy ) megtartása TÍPUSAIK: -S tároló J-K tároló tároló T tároló VEZÉLÉSI TÍPUSOK: sztatikus tárolók kapuzott tárolók élekkel vezérelt tárolók vegyes vezérlésű tárolók órajel magas értékével engedélyezett órajel alacsony értékével engedélyezett órajel felfutó élével vezérelt órajel lefutó élével vezérelt

S- tároló (latch) olyan billenő áramkör (flip-flop), melynek mindkét állapota stabil (bistabil) S n+ n+ Két bemenet: S = set, beíró = logikai beírása = reset, törlő = logikai beírása egy (), vagy két (, /)kimenete Az n-edik állapotot n indexszel, a következő állapotot n+ indexszel, jelöljük S n n tiltott tiltott S- latch NO kapukkal Kerüljük az S = = állapotot S- latch NAN kapukkal Kerüljük az S = = állapotot S n+ n+ tiltott tiltott n n S NO Latch - http://www.play-hookey.com/digital/sequential/rsnorlatch.html S NAN Latch http://www.play-hookey.com/digital/sequential/rsnandlatch.html

S- tárolók

Kapuzott S- tárolók Engedélyező bemenet EN EN S P 3 P 4 P P 2 EN S n n n+ X X n n Tiltott S EN(Clk) Clocked S Latch http://www.play-hookey.com/digital/sequential/clockedrslatch.html

Kapuzott tároló EN EN n+ n+ n n n n EN Egy bemenet = Engedélyező bemenet = EN Ha EN = => n+ = n követi -t ha az EN = (aktív) Átlátszó EN module vlatchg (input EN,, output reg ); always @(EN or ) begin if (EN) = ; end endmodule Latch http://www.play-hookey.com/digital/sequential/dnandlatch.html

Órajelvezérelt S- tárolók három bemenete van: S (Set, beíró), (eset, törlő) Clk (Clock) órajelbemenet (háromszöggel van jelölve) n Egy (), vagy két ( n, ) kimenete van. Ha töröljük, n+ lesz, ha írjuk, akkor pedig. S S Órajelvezérelt >Clk >Clk Ha nem írjuk, és nem töröljük, n+ = n (n+-edik kimeneti állapota megegyezik a n-edik állapottal). Szinkron működés S Flip-Flop http://www.play-hookey.com/digital/sequential/rsnandflip-flop.html

Órajelvezérelt S- tárolók S, szinkron bementek mert változások az órajel aktív élére történek Él detektáló áramkör késleltetés Felfutó-él detektálás késleltetés Lefutó-él detektálás

J-K tároló Csak órajel vezérelt lehet Három bemenete van: a J (beíró), a K (törlő) és a Clk (Clock) órajelbemenet Működése megegyezik az órajelvezérelt S- tárolóval, azonban az S- tárolóval ellentétben ha egyszerre írjuk és töröljük, akkor is definiáltan működik Ha egyszerre írjuk, és töröljük a tárolót, órajel periódusról órajel periódusra negálja az előző állapotát, azaz n+ = lesz. J T(Ck) K P 3 P 4 n P P 2 J n K n n+ n Ha az órajel időtartama nagyobb mind a kapuknak a terjedési ideje, a visszacsatolás miatt a kimenetek oszcillálhatnak n J K JK Flip-Flop http://www.play-hookey.com/digital/sequential/jknandflip-flop.html

Élvezérelt tároló A tárolók kimenete felveszi a bemenetükre érkező jel értékét, ha az órajel engedi. Egyszerű működésük ellenére a legjelentősebb tárolók ( bites memória). C C (a) Felfutó éllel vezérelt (b) Lefutó éllel vezérelt module vff (input C,, output reg ); always @(posedge C) <= ; endmodule module vff (input C,, output reg ); always @(negedgec) <= ; endmodule Flip-Flop http://www.play-hookey.com/digital/sequential/dnandflip-flop.html

Élvezérelt T tároló J-K tároló J és K bemeneteit összekötjük és elnevezzük T-nek Ha működtetjük őket (T = ), a negáltjára változik az órajel ütemében Ha T=, a kimenet megtartja értékét Egyszerű működésük ellenére gyakran használt tárolók (számlálok). T J K T T T n+ n n

Master-Slave flip-flopok Mester-Szolga tárolók A J-K flip-flop hiányosságát küszöböli ki. Kimenetén csak akkor jelenik meg az új állapot értéke, amikor a bemeneti vezérlés már hatástalan (Közbenső tárolású tárolók). A Mester az órajel felfutó élére vezérelt, a Szolga pedig a lefutó élre. Az órajel felfutó élére történik a bemenetek kiértékelése. Az órajel lefutó élére jelennek meg a kimenetek új állapotai. S-MS JK-MS Bemenetek fogadása kiírás S S M M S S S J K J K M M J K S S MASTE SLAVE MASTE SLAVE

Vegyes vezérlésű tárolók Szinkron vezérlő bemenetek : S-, J-K,, T (orajelvezérelt) Aszinkron vezérlő bemenetek: Cl (Clear) törlő és Pr (Preset) beíró bemenet. A Pr aszinkron beíró, illetve Cl törlő bemenetek aktív szintje. C P Felfutó élre érzékeny Pr CL Cl Lefutó élre érzékeny Példák 7472E - JK-MS FF - 3 bemenetű ES kapuval 7473E - két JK-MS FF külön C k és C l bemenetekkel 7476E - két JK-MS, C k, P r, és C l bemenetekkel 7474 - két FF külön, C k, P r, C l, bemenetekkel. 7475 - négy FF, két-két FF közös és C k bemenetekkel 74HC76 két JJ-FF Set és eset bemenetekkel

Flip-Flopok jellemzői () Késleltetési idő a szinkron bemenetekhez képest (Pl. 4ns a 74AHC IC családnál) 5% point on triggering edge 5% point 5% point on LOW-to- HIGH transition of 5% point on HIGH-to- LOW transition of t PLH t PHL Késleltetési idő a aszinkron bemenetekhez képest (Pl. 5ns a 74AHC IC családnál) PE 5% point CL 5% point 5% point 5% point t PHL t PLH

Flip-Flopok jellemzői (2) Beállási idő setup time - a minimális idő amennyivel az adatok jelen kell legyenek, az órajel előtt. Set-up time, t s Tartási idő hold time - a minimális idő ameddig az adatok nem változhatnak az órajel után. Hold time, t H

Tipikus alkalmazások: Pergésmentesítés Memóriak Frekvenciaosztás Számlálók Pergésmentesítés A tárolók alkalmazásai () A kapcsoló nyitásánál illetve zárásánál apró szikrák jelennek meg tévesen többszöri ki-bekapcsolást okoznak Megoldás: S latch használata +Vcc +Vcc V+ 2 2 S ->2 2->

A tárolók alkalmazásai (2) Minden felfutó élre a kimenet az előző állapot negáltjára vált Egy flip-flop kettővel osztja a bemenőjelet, két flip-flops négyel.. Frekvenciaosztás Számlálók HIGH HIGH J A J B f out f in K K f in f out