Page 1. SisElnF3 01/12/2005 MZ 1 SISTEMI ELETTRONICI. Obiettivi del gruppo di lezioni E. Ingegneria dell Informazione. Modulo

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1 Igegeria dell Iformazioe Obiettivi del gruppo di lezioi E Modulo SISTEMI EETTONII E IUITI OMINTOI E SEUENZII E3 ircuti sequeziali complessi» Porte logiche combiatorie elemetari» Modello iterruttore-resisteza» ircuiti sequeziali base» Flip-Flop, egistri, cotatori» Macchie a stati fiiti ircuiti combiatori» osa soo e come si realizzao semplici circuiti combiatori» alisi del comportameto dei circuiti combiatori co il modello resisteza-iterruttore» erivazioe di semplici fuzioi logiche ircuiti sequeziali» ome si realizza u circuito digitale co memoria» Esempi di flip-flop e registri» omportameto diamico dei flip-flop» Esempi di circuiti sequeziali: registri, cotatori, shift» alisi di macchie a stati fiiti (FSM) Tred tecologico e famiglie logiche» Evoluzioe della tecologia e famiglie logiche 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ Obiettivi di questa lezioe (E3) IVISOE I FEUENZ PE 2.. 4» ivisori di frequeza e cotatori asicroi» otatori sicroi» Shift register e covertitori SIPO e PISO» ocetto elemetare di macchia a stati fiiti (FSM)» alisi e semplici progetti di FSM temporizzate USIT I OGNI STIO IVIE FEUENZ I O PE UE; ON m STI SI PUÒ IVIEE PE 2 m 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ ONTTOE SINONO -FF come divisore =... I IUITO FUNZION OME ONTTOE SINONO (IPPE OUNTE) E USITE OMMUTNO SFSTE NE TEMPO SE I ONTTOE m STI, USIT PIÙ SIGNIFITIV (m) OMMUT ISPETTO FONTE E O ON UN ITO Tpd = m Tpd-ff OVE Tpd-ff È I ITO E FIP FOP 2 2 Il -FF co, = 1 cambia stato a ogi colpo di clock, quidi permette di realizzare u cotatore asicroo a tre stadi co flip flop di tipo egative-edge-triggered /12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ Page 1 MZ 1

2 1 -FF come divisore Su 1, 2, 3 si geera ua sequeza di umeri biari ONTTOE SINONO NE UESTO È UN ONTTOE, PEÒ È SINONO: E USITE E ONTTOE OMMUTNO TUTTE SINONE ON I FONTE I ISES E O TEZO FF IN POI TUTTI GI STI SONO UGUI MSSIM FEUENZ I FUNZIONMENTO È EGT ITO E TEN I N E E ITO E FF 4 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ ESEIZIO: ONTTOE SINONO ESEIZIO: ONTTOE SINONO IVE E FOME ON EE USITE E ONTTOE SINONO SE SI VOESSE EIZZE UN ONTTOE 6 IT ON Tad = 10 s ; T > = 8 s UE SEE FEUENZ MSSIM I UTIIZZO? /12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ ONTTOE SINONO: Fmax EGISTI osideriamo il passaggio dal 7 all 8 per la costruzioe dell impulso 4 si usa l N di 3 e di 3 il 4 deve essere costruito prima che sceda il frote 8 l uscita 4 è ritardata rispetto al frote 7 di t _ + t N + t N quidi T > t _ + 2t N I geerale T > t _ + (m-2)t N dove m = di bit del cotatore UN EGISTO È UN INSIEME I FIP FOP () ON I O IN OMUNE (E EVENTUMENTE NE I ESET) T TE OUTPUTS ESISTONO EGISTI I TIPO T, POSITIVE-EGE- TIGGEE E NEGTIVE-EGE-TIGGEE 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ Page 2 MZ 2

3 SEI IN SIFT EGISTE 1 UNO SIFT- EGISTE È UN INSIEME I FIP FOP () OEGTI IN ST ( +1) ON I O IN OMUNE (E EVENTUMENTE NE I ESET) SEI OUT SIFT EGISTE 2 ESISTONO NE SIFT- EGISTE IN UI SI PUÒ IE I TO IN PEO (ON UN SEGNE I ONTOO PE O - P - ) IN T MOO SI PUÒ ONVETIE UN TO PEO SEIE (PE IN SEI OUT PISO) PE T PE OUTPUT T SEI IN SIN SOUT SEI OUT ON O SIFT-EGISTE È POSSIIE ONVETIE UN TO SEIE IN UNO PEO (SEI IN PE OUT SIPO) P 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ ESEIZIO: SIFT EGISTE MINE STTI FINITI (FSM) 1 EIZZE UNO SIFT PE IN - SEI OUT (PISO) 4 IT UN ONTTOE È I SO PIÙ SEMPIE I FSM (FINITE STTE MINE) ESEMPIO IN UN ONTTOE UE IT SEUENZ EE USITE È:... SI PUÒ SSOIE OGNI OMINZIONE EE USITE UNO STTO E PPESENTE ON EGI I I PSSGGI STTO STTO STTO /12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ MINE STTI FINITI (FSM) 2 IGMM STTI E ONTTOE SI POTEE EIZZE UN UNITÀ I ONTOO SEMPIE; ESEMPIO I TIME I UN VTIE STTO 1 0 I U V ENTIFUG SIUG MINE STTI FINITI (FSM) ETE I STTO FUTUO EVOUZIONE E FSM VVIENE NE ESEMPIO ON UN ONTTOE; NEI SI PIÙ OMPESSI I ONTTOE È SOSTITUITO ON EI FF E UN ETE OMINTOI E ETEMIN EVOUZIONE E FSM (ETE I STTO FUTUO) OGNI STTO SI SSOI UN OMINZIONE EE USITE EI FF ( ; ; ; ) OUNTE 0 1 ETE I STTO FUTUO ESEMPIO SE SONO NEO STTO (STTO PESENTE) I POSSIMO STTO SÀ O STTO (STTO FUTUO) ESET STTO PESENTE ESET STTO FUTUO 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ Page 3 MZ 3

4 MINE STTI FINITI (FSM) ETE I USIT ON UN ETE OMINTOI SI POSSONO TTIVE EI SEGNI (USITE) E OMNNO EGI TTUTOI (PE SE U, F GIE I ESTEO, ET...) OUNTE 0 1 ESET I V ENTIFUG SIUG 01/12/ SisElE3 - MZ MINE STTI FINITI (FSM) GI STTI SONO MEMOIZZTI IN FF (VIII I STTO) EVOUZIONE T I VI STTI (STTO FUTUO) È EIZZT ON UN ETE OMINTOI E OTE SENTIE E VIII I STTO SENTE NE GI INGESSI FSM UN T ETE OMINTOI GENE E USITE ETE I USIT ETE I STTO FUTUO ESET 01/12/ SisElE3 - MZ OUTPUT ESEIZIO: MINE STTI FINITI ESEIZIO: MINE STTI FINITI POGETTE UN FSM E SI OMPOTI OME UN FIP FOP IN UESTO SO GI INGESSI SONO UE ( PTE I ESET) :, FSM UE SOI STTI: (ON USIT =) E (ON USIT = ) ETE I USIT È IN UESTO SO UN SEMPIE FIO E OEG USIT E FF USIT ETE I OUTPUT = USIT ETE I STTO FUTUO IVIMO I IGMM EGI STTI: l STTO OENTE () STTO FUTUO () EUZIONE EO STTO FUTUO È: = +1 = + ESET 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ ESEIZIO: MINE STTI FINITI Verifica lezioe E3 I IUITO FINE È: ETE I USIT OUTPUT = uati FF occorroo per realizzare u cotatore asicroo modulo 17? Tracciare lo schema di i divisore asicroo modulo 32 co -FF Ua FSM ha 9 stati. uati FF occorroo per realizzarla? ETE I STTO FUTUO Si deve realizzare u divisore sicroo modulo 12. uale è la massima frequeza operativa se i FF hao ritardo di 8 s e le porte N ritardo di 11 s? ESET E possibile realizzare uo shift register co dei FF tipo -latch (o master-slave)? 01/12/ SisElE3 - MZ 01/12/ SisElE3 - MZ Page 4 MZ 4

5 Prossime lezioi Esercizi di riepilogo sulla parte digitale parametri elettrici e iterfacciameto di porte logiche» resisteze di pull-up struttura di porte /SW e SW/SW ritardi circuiti co FF di vario tipo semplici cotatori e registri Esercitazioe di laboratorio verifica del fuzioameto di circuiti sequeziali 01/12/ SisElE3 - MZ Page 5 MZ 5