消抖同步电路SETUPWAIT TREADYFIRE和A0.ppt

第九章 数字系统设计 一、数字系统基本组成 二、传统数字系统设计方法 三、现代数字系统设计方法 * 数字系统设计概述 ASM图、MDS图以及 ASM图至MDS图的转换 数字密码引爆器系统设计 数字系统设计实例 小结 第一节 数字系统设计概述 控制器 电路 电脑 受控 电路 计数运算 逻辑运算 应答信号 控制信号 系统核心（最小） 输入 输出 接口 数据输出 存 储 器 数据输入 注：规模庞大并不意味是一个系统，如存储器，只是一个功能部件。也许 由几片MSI构成的电路，包括控制器和受控器就是数字系统。 试凑法：由真值表、卡诺图、布尔方程、 状态表和状态图描述电路的功能。 小规模 规模较大 试凑法： 凭借设计者的经验 试凑法：不合适 寻找更合适的设计方法 可以 第一节 数字系统设计概述 从上至下（from top to down)： 优点： 第一节 数字系统设计概述 设计者从整个系统逻辑出发，进行最上层的系统设计，而后按一定的原则将全局系统分成若干子系统，逐级向下，再将每个子系统分为若干个功能模块、子模块、基本模块。 适合大规模数字系统设计，使得设计步骤之间相互联系越来越紧密、协调，以求数字系统获得良好的性能和正确的结果。 B C A 上层模块A 分解 分解 E 下层模块 C B 中间层次模块 E C 上 下 D B D =1 =1 =1 =1 四、现代数字系统设计流程 计算机辅助分析与设计（CAD） 早期电子设计自动化（EDA） 近期EDA工具 从上层系统级开始，对电路功能描述，从上至下地跨越各个层次完成整个设计。 第一节 数字系统设计概述 设计者 系统划分 芯片 功能验证 逻辑验证 近几年来，划分、综合、验证都由EDA完成。EDA软件还在优化、发展，使从上至下的设计方法得到广泛的应用。 概念设计 系统设计和描述 子系统功能描述 综合 逻辑描述 系统验证 第二节 ASM图、MDS图 以及ASM图至MDS图的转换 一、ASM图 ASM(Algorithmic State Machine)算法流程图，建立ASM图是数字系统的关键步骤。 1. ASM图符号 ASM图表面上和软件流程图相似, 但ASM图有时间序列, 即每隔规定的数量脉冲转到下一状态。 （1）状态框 名称 101 IN ← X AC ← 0 Sr = 1 000 （P） 001 （Q） 010 （R） 每隔规定的数量脉冲转到下一状态。 当控制算法存在分枝时，次态不仅决定于现态，还与现态的外输入有关。表示条件分枝的符号用菱形表示。 （2）条件分枝框（判断框） X 1 0 (A) (B) (C) X 1 0 （3）条件输出框 (P) (Q) (R) X 1 0 Z1 Z2 上述三种符号构成了ASM图所需要的基本符号。 第二节 ASM图、MDS图 以及ASM图至MDS图的转换 2. ASM图的硬件实现。 例：已知ASM图如图所示，用PLA阵列和一定数量 的D触发器实现。 (P) (Q) (R) X 1 0 Z1 Z2 00 10 11 （1）ASM图有三个状态， 故有两个状态变量Q2Q1。 （2）一个外输入X、两个输出 Z1和Z2，两个D触发器。 （3）下面分析状态转换表。 现态 次态 输出 Q2 Q1 X Q2n+1Q1n+1 Z1 Z2 0 1 ? 0 0 1 0 0 0 1 0 ? 1 1 ? 输出方程： X Q Q X P Z Q Q P Z 1 2 2 1 2 1 = = = = ) ( ) ( 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 驱动方程： X Q Q D Q Q Q D Q 1 2 1 1 n 2 1 2 2 1 n 2 = = = = + + 由此可得PLA硬件逻辑图 Q1 1D Q2 1D CP X X Z1 Z2 PLA实现图 C1 C1 Si 二、MDS图 1. MDS图符号 表示状态图 只要时钟CP的有效沿到来,状态Si在条件E下转换到状态Sj E可以是积项, 布尔表达式等。 只要时钟CP的有效沿到来, 表示状态Si无条件转换到 状态Sj。 MDS图与状态图十分相似，且扩展了状态图的功能，又简练了 状态图。MDS图表现设计过程时，方便清晰，具有较大的灵活性。 Si Sj E