Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Složité sekvenční obvody OB21-OP-EL-CT-JANC-M-3-007

3  Jestliže sekvenční obvod, který je popsaný grafem, obsahuje několik klopných obvodů se zpětnou vazbou, synchronizovaných hodinovými signály a několik logických členů, je jeho syntéza poměrně snadná.  Takové obvody jsou v praxi velmi jednoduché, a pokud se vyskytují, tvoří jen části větších soustav.

4 Složité sekvenční obvody  Graf má kombinatorickou povahu, váže každý vnitřní stav se všemi vstupními kombinacemi. Není vhodný pro popis složitějších dějů, protože praxe ukazuje, že se využívá málo proměnných současně.  Tady je daleko lepší použít popis dějů pomocí vývojového diagramu, který pro tento účel dokonale vyhovuje. Je třeba si ujasnit pracovní etapy, potřebné prostředky (registry, klopné obvody atd.), přijatá rozhodnutí.  Funkční diagram není na rozdíl od grafu omezen složitostí popisovaných útvarů. Takto je možné znázornit děje probíhající na řízených prostředcích.

5 Složité sekvenční obvody  Tím, že diagram zavádí určitý symbolismus je snadno čitelný; obdélník představuje akci a kosočtverec rozhodování.  Vývojový diagram na obr. 1 popisuje hledání jedničkových bitů v osmibitovém slově.  Používá dva funkční prvky: registr R, který obsahuje zkoumané slovo, a čítač C, který čítá posuvy.

6 Obr. 1 Příklad vývojového diagramu

7 Obecná struktura složitého sekvenčního obvodu Obr.2 Obecná struktura složeného logického systému

8 Obecná struktura složitého sekvenčního obvodu  Na obr. 2 je blokové schéma složitějšího sekvenčního obvodu.  Obsahuje dvě části:  jedna je nazvána aplikace a obsahuje funkční prostředky (registry, klopné obvody apod.), jež byly uvedeny ve vývojových diagramech  druhá, nazvaná řadič, řídí činnost řízených prostředků na základě svého stavu, stavu řízených prostředků a hodinového signálu. Úkolem řadiče je řídit činnost prostředků tak, aby se vykonávaly akce, předpokládané ve vývojovém diagramu.

9 Obecná struktura složitého sekvenčního obvodu  Ve vývojovém diagramu na obr. 1 jsme měnili stav P při každé akci, skupině akcí nebo při každém rozhodování.  Každý útvar na obr. 1 představuje stav, do něhož jsme dospěli ve vývojovém diagramu a odpovídá mu příslušný stav řadiče.  Tedy ve stavu P 1 se uvádějí proměnné do počátečního stavu (obsazení R a nulování C), ve stavu P 2 se testuje krajní bit atd.

10 Obecná struktura složitého sekvenčního obvodu  Řadič je tedy obvod, který:  řídí děje v řízených prostředcích pro danou aplikaci,  řídí své vlastní přechody,  automaticky přechází ze stavu P i do následujícího stavu P i+1, pokud mu rozhodovací blok nepředepisuje jinak.  Všechny děje, ať jsou v prostředcích nebo v řadiči, jsou řízeny hodinovým signálem.

11 Obvodový řadič  Jestliže v různých vývojových diagramech přezkoumáme vývoj řadiče můžeme konstatovat:  řadič přechází normálně ze stavu P i do následujícího stavu P i+1 (sekvenční řetězení),  může vykonávat skoky do nesousedních stavů (přerušení sledu),  může setrvat v jistém stavu a čekat na určitou událost.

12 Obvodový řadič  Toto řazení stavů vede ke dvěma typům řešení:  1.) Řadič je vytvořen z ovladatelného čítače, který je schopen čítat, zastavit se nebo být nastaven na novou hodnotu.  Dekodér dekóduje každý stav P i čítače. Stavy P i uplatňují charakteristické akce ve vývoji. Na obr. 3 je struktura takového systému.

13 Obvodový řadič  2.) Řadič je utvořen z posuvného registru, ve kterém obíhá jednička (čítač v kódu 1 z N). Poloha této jedničky v registru znamená stav řadiče. Může být posunuta do následující polohy, zůstat na místě, anebo přejít do jiné nesousední polohy.  V tomto případě není třeba dekodéru. Naproti tomu je třeba dbát na to, aby v registru byla právě jedna jednička.

14 Obr. 3 Obecné schéma systému řízeného obvodovým řadičem

15 Obvodový řadič  Tento typ řadiče (s čítačem nebo posuvným registrem) se nazývá obvodový řadič.  Každá změna způsobu činnosti musí být provedena změnou obvodů, určujících akce nebo změnu sledu.  Přechody v řadiči se řídí za pomoci hodinových signálů (může jich být i více).

16 Mikroprogramovaný řadič  V mikroprogramovaném systému je stav vývoje ve vývojovém diagramu vždy reprezentován čítačem.  Nedekódujeme však každý stav pro řízení děje v řízených prostředcích, ale připojíme výstupy čítače k adresovým vstupům paměti.  Slovo vystupující z paměti obsahuje bity, které určují akce v prostředcích nebo na čítači adres. Každé z těchto slov se jmenuje instrukce a dohromady tvoří aplikační program.  Čítač, který adresuje paměť, se jmenuje adresový registr nebo čítač adres.

17 Mikroprogramovaný řadič  Na obr. 4 je blokové schéma systému ovládaného mikroprogramovaným řadičem.  Ze srovnání s obvodovým řadičem vyplývá, že neexistuje obvod pro stanovení adresy na rozdíl od obvodového řadiče.  Adresa se získává přímo z paměti, není zde ani dekodér připojený k registru adres (ekvivalent čítače adres), avšak je zde paměť.  Tato paměť může být aktivní (RAM), ale častěji zde bývá paměť permanentní (ROM nebo PROM). Blok obsluhy řízených prostředků a adresový registr tvoří obvody pro dekódování instrukce.

18 Obr. 4 Systém s mikroprogramovaným řadičem

19 Mikroprogramovaný řadič  U tohoto typu řadiče lze měnit způsob činnosti systému v široké míře zápisem nového obsahu paměti bez zásahu do zapojení. To je výhoda ve srovnání s obvodovým řadičem.  Každá instrukce vyžaduje výkon jednodušších akcí, např. zapamatování vnějšího signálu, akce řízených prostředků v jednom nebo několika taktech nebo akce v adresovém registru programu.  Toto časové rozvržení může být jednoduše zajištěno časovým vývojem hodinového signálu v cyklu, nebo složitějšími řadiči.

20  Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

21 Literatura  M. Antošová, V. Davídek: Číslicová technika, Kopp České Budějovice, 2008  J. Bernard, J. Hugon, R. Le Corvec: Od logických obvodů k mikroprocesorům III