ARCHITETTURA DEI SISTEMI ELETTRONICI LEZIONE N° 24 Reti sequenziali sincronizzate complesse Macchina di Mealy ritardata Registro di stato Registro operativo Parte operativa Parte di controllo Esempio A.S.E.
Richiami Reti combinatorie Reti sequenziali Tecnica di sintesi (minimizzazione) strutturata Sintesi euristica Sommatore Sottrattore …….. Reti sequenziali Variabili di stato Tecnica di sintesi strutturata Contatori Shift register A.S.E.
Vantaggi delle soluzioni euristiche Esempio Moltiplicatore di interi positivi 16 x 16 Rete combinatoria con 32 ingressi e 32 uscite Tutte le possibili combinazioni degli ingressi sono necessarie Risultato della sintesi automatica una memoria ROM con 32 bit di indirizzo e parole di 32 bit Complessità globale 4 G parole da da 32 bit ( 16 G BYTE !!!!!) A.S.E.
Macchina di MEALY Le variabili d’uscita, in un determinato istante, sono funzione del valore degli ingressi e delle variabili di stato R X1 a1 z1 z1 Xn an zm s1 R’ s’1 zm an+1 zm+1 sk s’k an+k zm+k La rete R’ è una rete combinatoria A.S.E.
Macchina di Mealy sincronizzata Le uscite sono funzioni delle variabili di stato e degli ingressi z1 z1 X1 a1 Xn zm zm an sp1 R’ sn1 an+1 zm+1 R sPk snk an+k zm+k Ck A.S.E.
Macchina di MOORE Le variabili d’uscita, in un determinato istante, sono funzione del sole variabili di stato R s’1 z1 X1 a1 z1 CN2 Xn CN1 an zm zW s1 an+1 zm+1 s’k sk zk an+k Ck A.S.E.
Macchina di Mealy Ritardata Le uscite sono funzioni delle variabili di stato e degli ingressi, ma risultano sincronizzate z1 z1 X1 a1 Xn zm zm an sp1 R’ sn1 an+1 zm+1 R sPk snk an+k zm+k Ck A.S.E.
Interpretazione diversa Il registro può essere visto come più registri che svolgono funzioni diverse DR0 R C IN OUT DRn X SR Ck A.S.E.
Osservazioni 1 Registro SR (Status Register) Contiene le variabili di stato Registro DR0 (Data Register) Contiene parte delle variabili d’uscita (Dati) ….. Registro RDn (Data Register) NOTE La suddivisione in vari “registri dati” è funzionale al progetto Non tutti gli RD servono per le variabili d’uscita A.S.E.
Osservazione 2 La suddivisione dei registri è funzionale al fatto di ridurre considerevolmente gli stati interni della macchina (solo SR da luogo a variabili di stato) Anche la rete combinatoria può essere interpretata come più reti combinatorie A.S.E.
Scomposizione della “RC” DR0 Parte Operativa IN OUT DRn X C B SR Parte di Controllo Ck A.S.E.
Osservazioni La parte operativa esegue determinate operazioni sulle variabili d’ingresso, in funzione delle variabili d’uscita e delle informazioni fornite dalla parte di controllo (B) microistruzioni Genera le variabili di condizionamento (C) e le nuove uscita La parte di controllo determina i vari passi da eseguire, in funzione delle variabili di stato e delle variabili di controllo A.S.E.
Ulteriore suddivisione La parte operativa può essere ulteriormente suddivisa in due parti RC Operativa IN RC Condizionamento Parte Operativa C B A.S.E. Ck
Osservazioni La suddivisione vista è dettata da: Le reti sequenziali complesse sono difficili ad essere gestite Le funzioni della parte operativa solitamente sono. OPERAZIONI ARITMETICHE OPERAZIONI LOGICHE SHIFT MULTIPLEX Una soluzione “guidata” è solitamente più veloce e più efficiente (i criteri d’ottimizzazione sono scelti dal progettista) A.S.E.
Esempio Riconoscitore di due sequenze in cascata Descrizione Ingressi X1, X0 Uscite Z3, Z2, Z1, Z0 Descrizione prima riconosce la sequenza 00, 01,10 dopo riconosce la sequenza 11, 01,10 Incrementa l’uscita tutte le volte che una sequenza viene riconosciuta (modulo 16) A.S.E.
Occorrono 8 blocchi simili al seguente Diagramma di flusso Y Y 00 11 Y Y 00 11 10 10 Y Y Y 00 11 Y Z=1 Z=2 Y Y 01 01 Occorrono 8 blocchi simili al seguente A.S.E.
Conclusioni Reti sequenziali sincronizzate complesse Esempio Macchina di Mealy ritardata Registro di stato Registro operativo Parte operativa Parte di controllo Esempio A.S.E.