Sequentiële schakelingen

Presentatie over: "Sequentiële schakelingen"— Transcript van de presentatie:

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

2 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

14 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:

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

16 D-latch

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

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

19 1 Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 D-latch

20 1 1 1 1 Enable Data Q NQ Toestand x Geheugen 1 Reset (Load 0) D-latch

21 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

22 State diagrams Transition (pijl) State (cirkel)

23 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

24 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

25 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

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

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

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

29 Symbolen latches en flipflops

30 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

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

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

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

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

35 Set-up & Hold-time

36 Practicum Opgaven paragraaf

37 Finite state machines Moore Machine

38 Finite State Machine Current State Next State Moore Machine

39 Finite state machines Next State Current State Mealy Machine

40 State Diagram

41 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

42 Vereenvoudigen van Boole-expressie

43 Vereenvoudigen van Boole-expressie

44

45 Uitbreiding State Diagram t.b.v. Output Function

46

47 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?

48 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?

49 Tabel U H L nH nL 1

50 Tabel U H L nH nL 1

51 Tabel U H L nH nL 1

52 Boole-uitdrukkingen U H L nH nL 1

53 Vereenvoudigen

54 Vereenvoudigen

55 Intermezzo a b 1

56 Vereenvoudigen

57 Implementatie

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

59 D-latch met NAND-poorten

60 D-flipflop type 74LS74

61 10-15 F

62

63 16 Megabit DRAM (4M *4)

64 Pin configuration 16 M-bit DRAM

65 512 * 512 *1* * 8 bits  256 kByte DRAM

66 Edge triggered flipflops
SRAM DRAM

67

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