Sequentiële schakelingen Toestand uitgang bepaald door: waarde op de ingangen én .... a Q b

Sequentiële schakelingen Toestand uitgang bepaald door: waarde op de ingangen én vorige toestand van de uitgang(en) a Q b Kenmerk: Uitgang linker poort  ingang rechter poort en vice versa

Flipflops/latches Set-Reset latch D-latch D-flipflop JK-flipflop

NOR-poort v w Z 1 NOR-poort Eén van de ingangen 1  Uitgang 0

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand 1 1 1 NQ =

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand Geheugen 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand Geheugen 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand Geheugen 1 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand Geheugen 1 1

Set-Reset latch Set Reset Q NQ Toestand Geheugen 1 1 1

Set-Reset latch 1 Strijdig Geheugen 1 1 Q NQ Toestand Geheugen 1 Strijdig 1 1 ‘Set-actie’ is Q-uitgang 1 maken door Set-ingang even 1 te maken: ‘Reset-actie’ is Q-uitgang 0 maken door Reset-ingang even 1 te maken:

Tabel Set-Reset latch Set Reset Qvorig Qniew NQ Functie 1 Geheugen 1 Geheugen Ongewenst

D-latch

x Enable Data Q NQ Toestand x 1 D-latch

x Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 D-latch

1 Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 D-latch

1 1 1 1 Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 Reset (Load 0) D-latch

Set (Load 1) 1 1 1 1 Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 1 1 1 Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 Reset (Load 0) Set (Load 1) D-latch

State diagrams Transition (pijl) State (cirkel)

Toestandsdiagram D-latch Enable Data Qlast Qnew Toestand Memory 1 Reset Set Qnew = δ (E, D, Qlast) Q = {0,1} verzameling toestanden ED = {00,01,10,11} invoeralfabet 0 є Q is de initiële toestand δ = is de overgangsfunctie

Toestandsdiagram D-latch Enable Data Qlast Qnew Toestand Memory 1 Reset Set Q = δ (E, D, Q) Q = {01,10} verzameling toestanden ED = {00,01,10,11} invoeralfabet 01є Q is de initiële toestand δ = is de overgangsfunctie

Toestandsdiagram D-latch Enable Data Qlast Qnew Toestand Memory 1 Reset Set Q = δ (E, D, Q) Q = {01,10} verzameling toestanden ED = {00,01,10,11} invoeralfabet 01є Q is de initiële toestand δ = is de overgangsfunctie

Level triggerered & Edge triggered 0  1 -overgang opgaande klokflank ↑ 1  0 -overgang neergaande klokflank ↓ 1

State diagram D-flipflop Dn klok Qn Qn+1 Functie ↑ Load 0 Reset 1 Load 1 Set Tabel 5.4

State diagram D-flipflop Dn klok Qn Qn+1 Functie ↑ Load 0 Reset 1 Load 1 Set Tabel 5.4

Symbolen latches en flipflops

JK-flipflop Jn Kn Qn Qn+1 Mode of operation Memory 1 Load 0 Load 1 Memory 1 Load 0 Load 1 Toggle Tabel 5.5: JK-flipflop

JK-flipflop Jn Kn Qn A B D Qn+1 Q 1 Tabel JK-flipflop

JK-flipflop Q Q Jn Kn Qn A B D Qn+1 Q 1 Tabel JK-flipflop

JK-flipflop ? ? ? Jn Kn Qn A B D Qn+1 Q 1 Tabel JK-flipflop

JK-flipflop Q Q Jn Kn Qn A B D Qn+1 Q 1 Tabel JK-flipflop

Set-up & Hold-time

Practicum Opgaven paragraaf 5.1 .. 5.4

Finite state machines Moore Machine

Finite State Machine Current State Next State Moore Machine

Finite state machines Next State Current State Mealy Machine

State Diagram

Tabel 5.7: Next State function voor een stoplicht Verkeerslicht NZauto OWauto Qcurrent Qnext Toestand licht oost-west route 1 = groen Geen auto, licht blijft rood 1 Geen auto, licht blijft groen OWauto, licht wordt groen OWauto, licht blijft groen NZauto, licht blijft rood NZauto, licht wordt rood 2 auto’s, licht wordt groen 2 auto’s, licht wordt rood Tabel 5.7: Next State function voor een stoplicht

Vereenvoudigen van Boole-expressie

Vereenvoudigen van Boole-expressie

Uitbreiding State Diagram t.b.v. Output Function

Tweede voorbeeld: 2-bits Up/Down counter Als = 1 dan wordt de teller door iedere positieve klokflank met 1 verhoogd. De telcyclus is: 00, 01, 10, 11, 00, 01 etc. Als = 0 dan wordt de teller door iedere positieve klokflank met 1 verlaagd. De telcyclus is dan: 00, 11, 10, 01, 00, 11 etc. State Diagram Tabel Boole-uitdrukking Implementatie Hoeveel States zijn er?

State Diagram Q = {00, 01,10, 11} verzameling toestanden = {Up, Down} invoeralfabet 00є Q is de initiële toestand δ = is de overgangsfunctie Hoeveel D-flipflops zijn er nodig om deze states te bewaren?

Tabel U H L nH nL 1

Tabel U H L nH nL 1

Tabel U H L nH nL 1

Boole-uitdrukkingen U H L nH nL 1

Vereenvoudigen

Vereenvoudigen

Intermezzo a b 1

Vereenvoudigen

Implementatie

Set-Reset Latch met NAND-gates De Morgan Laag actieve ingangen

D-latch met NAND-poorten

D-flipflop type 74LS74

10-15 F

16 Megabit DRAM (4M *4)

Pin configuration 16 M-bit DRAM

512 * 512 *1* 8 262.144 * 8 bits  256 kByte DRAM

Edge triggered flipflops SRAM DRAM

Opdracht 3: Branch Predictor Practicum Paragraaf 5.6 opdracht 1 en 2 Huiswerk Opdracht 3: Branch Predictor