1 / 26

Inhoud

Inhoud. Analyse van sequentiële netwerken het gedrag van teruggekoppelde poortnetwerken races en hazards synchroon versus asynchroon gedrag, geheugencellen Sequentiële bouwblokken Synthese van sequentiële netwerken incrementele gedragsbeschrijvingen toestandsminimalisatie

bisa
Download Presentation

Inhoud

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Inhoud Analyse van sequentiële netwerken • het gedrag van teruggekoppelde poortnetwerken • races en hazards • synchroon versus asynchroon gedrag, geheugencellen Sequentiële bouwblokken Synthese van sequentiële netwerken • incrementele gedragsbeschrijvingen • toestandsminimalisatie • Toestandsassignatie Aspecten van compositie en decompositie • Verfijning en decompositie • Spatiale versus temporale decomposities • Composities van synchrone automaten Digitale elektronica

  2. Decompositie en verfijning Informele vereisten Systeem Logische Structuur Gedrag Algoritme R/T logisch circuit Fysische Structuur Synthese vraagt verfijning van initiële gedragsspecificatie = compositie van meer elementaire gedragingen Digitale elektronica

  3. Decompositie en verfijning Systeem Logische Structuur Gedrag Algoritme R/T logisch circuit Fysische Structuur Elementaire knopen kunnen tot zelfde niveau behoren, of tot lager niveau Compositie volgens syntaxisregels van representatie (b.v. VHDL) Informele vereisten Digitale elektronica

  4. Decompositie en verfijning interpretatie concretisering Concrete representatie is voorstelling van meer abstracte interne representatie van gedrag Synthese = interpretatie van deze abstracte representatie Kan op diverse manieren: spatiaal vs. temporeel spatiaal (parallel) temporeel (sequentieel) Digitale elektronica

  5. Spatiale en temporele interpretaties Temporele interpretatie • bouwblokken afgebeeld op invocaties van onderdelen • werken na elkaar • pijlen = verbindingen in de tijd tussen bouwblokken (geheugen) • trage, goedkope circuits • expliciete controle nodig Spatiale interpretatie • bouwblokken afgebeeld op afzonderlijke onderdelen • werken gelijktijdig • pijlen = verbindingen in de ruimte tussen bouwblokken • snelle, maar dure circuits • controle impliciet Digitale elektronica

  6. Temporele interpretaties Essentie van temporele interpretatie: algoritme Implementatie vereist processor-achtige architectuur: • tijd wordt expliciet in klok • er is geheugen nodig voor tussenresultaten en toestand • er is controle nodig voor externe synchronisatie en interne geleiding van uitvoering Digitale elektronica

  7. Temporele interpretaties Mogelijke uitvoeringsvormen (van traag en goedkoop naar snel en duur) • Standaard-computer = zuivere software-implementatie • Bordniveau op standaard bus (VME, PCI, …) met standaard bord = zuivere software-implementatie • Bordniveau op standaard bus, met standaard processor, maar eigen bord • Chipniveau met standaard processor als kern • Chipniveau met ASIP-processor (programmeerbaar) • Chipniveau met ASIC-processor (ingebakken programma) • Chipniveau met automaat Digitale elektronica

  8. Temporele interpretatiescombinatorisch voorbeeld (1) a a + + b b + c + c + + d + + d e e Repeat repeat until start = 0; repeat until start =1; done:= 0; T1 := a + b; T2 := c + d; T2 := T1 + T2; out := T2 + e; done:= 1; until false; Repeat repeat until start = 0; repeat until start =1; done:= 0; T := a + b; T := T + c; T := T + d; out := T + e; done:= 1; until false; Digitale elektronica

  9. Temporele interpretatiesASIC-implementatie van voorbeeld a + b + c + + d e Digitale elektronica

  10. Temporele interpretatiessequentieel voorbeeld Digitale elektronica

  11. Spatiale interpretatiescombinatorisch vorbeeld a + b c + + d + e • Netwerk: • som-van-producten • meerniveau • ... Digitale elektronica

  12. Spatiale interpretatiessequentiële voorbeelden: algemene vorm Digitale elektronica

  13. Spatiale interpretaties sequentiële voorbeelden: cascadevorm (1) Stabiele partities (ABCDEFGH) -- M1 (ACEG)(BDFH) -- M1,M2 (AE)(BF)(CG)(DH) -- M1,M2,M3=M (A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H) M 0 1 ------ A A B B B C C C D D D E E E F F F G G G H H H A Digitale elektronica

  14. Spatiale interpretaties sequentiële voorbeelden: cascadevorm (2) M1 0 1 ----------- ACEG=a a b BDFH=b b a M2 0,- 1,a 1,b -------------------- ABEF=c c c d CDGH=d d d c M3 0,- 1,ac 1,ad 1,bc 1,bd ------------------------------- ABCD=e e e e e f EFGH=f f f f f f M 0 1 ------ A A B B B C C C D D D E E E F F F G G G H H H A Digitale elektronica

  15. Spatiale interpretaties sequentiële voorbeelden: parallelvorm (1) Stabiele partities (ABCDEF) M1 (ACE)(BDF) (AD)(BE)(CF) M2 -- M1,M2=M (A)(B)(C)(D)(E)(F) M 0 1 ------ A A B B B C C C D D D E E E F F F A Digitale elektronica

  16. Spatiale interpretaties sequentiële voorbeelden: parallelvorm (2) M1 0 1 ----------- ACE=a a b BDF=b b a M2 0 1 ----------- AD=c c d BE=d d e CF=e e c M 0 1 ------ A A B B B C C C D D D E E E F F F G Digitale elektronica

  17. Spatiale interpretaties sequentiële voorbeelden: factorisatie a + + b + c + d e Digitale elektronica

  18. Synchrone compositiesis synchroon altijd synchroon? Combineer twee synchrone automaten met identiek klokgedrag op algemene manier Is resultaat altijd synchrone schakeling met verwacht aantal toestanden? Digitale elektronica

  19. Synchrone compositiesis synchroon altijd synchroon? O I I11 O11 I21 O21 O22 I12 O12 I22 ? S2 S1 S Digitale elektronica

  20. Synchrone compositiesis synchroon altijd synchroon? Digitale elektronica

  21. Asynchrone composities Wat gebeurt er als wij twee automaten met verschillende klok aan elkaar verbinden? C1 C2 Digitale elektronica

  22. Asynchrone composities C1 C2 Er lopen meerdere draden van M1 naar M2 • op meer dan een flipflop overgangen mogelijk in I-interval • uiteindelijk bereikte toestand kan verkeerd zijn Er loopt maar één draad van M1 naar M2. Problemen als • input Hamming >1-overgang kan veroorzaken • input statische hazard kan genereren C2 Digitale elektronica

  23. Asynchrone composities CONCLUSIE • Asynchrone informatie moet beperkt blijven tot één bit (meerdere inputs van verschillende bronnen mogelijk) • Mag rechtstreeks slechts Hamming-1-transities genereren • Mag geen aanleiding geven tot statische of dynamische combinatorische hazards Digitale elektronica

  24. Asynchrone compositieshoe communiceren wij meerbit-informatie? Gebruik synchronisatieprotocol • Asynchrone eendraadcommunicatie om interval aan te geven waarin meerbit-informatie stabiel is • Zorg dat meerbitsinformatie alleen dan in I-interval kan aangelegd worden • Zorg dat meerbit-informatie geen hazards kan veroorzaken aan flipflop-inputs  nooit meerdere transities in I-interval Digitale elektronica

  25. Asynchrone compositieshoe communiceren wij meerbit-informatie? Digitale elektronica

  26. Asynchrone compositieshoe communiceren wij meerbit-informatie? Digitale elektronica

More Related