Sinteza sistemelor digitale

1. Capitolul 8 Sinteza sistemelor digitale Proiectarea sistemelor digitale

2. Tematica • Etape ale sintezei sistemelor digitale • Diagrame ASM • Metode de sinteza a SCC • Exemple Proiectarea sistemelor digitale

3. Definiții • Vom considera sistem digitalorice reuniune de circuite numerice combinaţionale sau secvenţiale care interacţionează pe baza unui algoritm pentru realizarea unor obiective bine definite. Fig. 8.1 Fig. 8.2 PDSD

4. Structura unui sistem digital O analiză detaliată a intrărilor arată că acestea pot fi împărţite în: a) Intrări de comandă externă cu ajutorul cărora se precizează funcţia pe care trebuie să o realizeze sistemul la un moment dat. b)  Operanzi - date pe care sistemul trebuie să le prelucreze în scopul obţinerii unui anumit rezultat. PDSD

5. Structura unui sistem digital schema de execuţie (SE); schema de comandă şi control (SCC) sau controler. SCC materializează algoritmul de comandă al sistemului numeric. PDSD Fig. 8.3

6. Etapele sintezei sistemelor digitale P1) Pornind de la necesităţile formulate de beneficiar se alcătuieşte specificaţia de proiect care conţine în detaliu funcţiile pe care trebuie să le realizeze sistemul, condiţiile concrete de lucru, durata, succesiunea, nivelul de activare, valorile tensiunilor semnalelor la ieşire. P2) Dacă sistemul iniţial trebuie să realizeze foarte multe funcţii relativ independente sau algoritmul de comandă este prea complicat, se trece la punerea în evidenţă a unor subsisteme mai simple printr-un proces de decompoziţie funcţională care asigură pentru fiecare subsistem realizarea uneia sau mai multor funcţii conectate logic în mod natural. P3) Se trece la implementarea fiecăruia dintre subsistemele luate în considerare prin divizarea în SCC şi SE. P4) Pe baza cataloagelor de componente se specifică resursele necesare implementării SE. P5) Numai după această etapă se pot specifica toate semnalele care asigură interacţiunea între SCC şi SE precum şi toate caracteristicile logice şi electrice ale acestor semnale. PDSD

7. Etapele sintezei sistemelor digitale P6) Pentru fiecare SCC pusă în evidenţă se specifică printr-una dintre metodele cunoscute algoritmul de conducere. Metodele pentru specificarea algoritmului pot fi împărţite în două mari categorii: a)     metode grafice (de exemplu diagramele ASM); b)     limbaje de descriere hardware (de exemplu limbajele VHDL şi Verilog HDL). P7) Se sintetizează SCC printr-una dintre metodele convenabile. P8) Se analizează funcţionarea ansamblului SE şi SSC cu scopul de a pune în evidenţă eventuale anomalii în funcţionare. P9) Se testează prin simulare pe calculator funcţionarea globală a sistemului proiectat. P10) Se trece la implementarea şi testarea sistemului în condiţii reale. PDSD

8. Diagrame ASM - simboluri Fig. 8.4 Fig. 8.5 Fig. 8.7 Fig. 8.6 PDSD

9. Diagrame ASM - simboluri Fig. 8.8 PDSD Fig. 8.9 Fig. 8.10

10. Diagrame ASM - blocuri Fig. 8.12 Fig. 8.11 PDSD

11. Diagrame ASM - blocuri Fig. 8.13 PDSD

12. Diagrame ASM – sinteza directă Fig. 8.14 PDSD

13. Diagrame ASM – sinteza directă Fig. 8.15 Fig. 8.16 PDSD Fig. 8.17

14. Sinteza cu diagrame VEM Fig. 8.18 PDSD

15. Sinteza cu multiplexoare Fig. 8.19 PDSD

16. Sinteza cu memorii Fig. 8.20 PDSD

17. Sinteza cu memorii PDSD Fig. 8.21

18. Sinteza cu memorii Fig. 8.22 PDSD

19. Metoda ONE-HOT Fig. 8.23 PDSD

20. SU SP Condiţia de tranziţie A A B 1 C 1 B A C A Metoda ONE-HOT Fig. 8.24 PDSD Fig. 8.25

21. Sinteza VHDL a SCC Fig. 8.26 PDSD

22. Sinteza VHDL a SCC PDSD Fig. 8.27

23. Sinteza VHDL a SCC PDSD Fig. 8.28

24. Intrebări ? Proiectarea sistemelor digitale