数字逻辑及试验.ppt课件

1、华东师范大学计算机系1 倒数行6： C211=（S2，S3） C211=（S1，S3）本章错误 P286 倒数行8： C111=（S0，S1） C111=（S0，S2） 2010华东师范大学计算机系2本章错误 P294 表7-19 10列： S2/1 S2/0 S1/1 S1/0 S0/0 S0/02010华东师范大学计算机系3本章错误 P295 行3： F2F1X F2F1 表7-21，X=1 D1列： 1/0 1/0 0/0 0/0 1/0 1/0 0/1 1/02010华东师范大学计算机系4本章错误 P297 表7-23 行5： D B/0 E/1 D B/0 E/0 P306 行1、行

2、2、倒数行3： 1000 1.0002010华东师范大学计算机系5本章错误 P311 行15： =(F3F2) =(F3F2) 图7- 47 a)改为：00011110 0 0 1 1 d d00011110 0 1 1 d d 图7- 47 b)改为：2010华东师范大学计算机系6本章错误 P318 右矩形1： CTLN CTCN 右菱形3： TCHR TCRH P325 倒数行7： U6B(LS112)=22ns U6B(LS112)=20ns2010华东师范大学计算机系7 同步时序电路的设计： （1）根据需求 状态图、状态表 （2）状态分配 状态转移表 （3）状态转移表 激励表 触发器特

3、征表 （4）卡诺图化简 激励函数表达式 输出函数表达式 （5）电路实现2010华东师范大学计算机系8同步时序电路设计的进一步优化： （1）根据需求 状态图、状态表 （2）状态化简最小化状态表 （3）状态分配 得状态转移表 （4）状态转移表 激励表 触发器特征表 （5）卡诺图化简 激励函数表达式 输出函数表达式 （6）电路实现2010华东师范大学计算机系9 7 时序电路设计 状态化简 状态分配 复杂时序电路的设计2010华东师范大学计算机系10 7 时序电路设计7.1 状态等价7.2 状态化简7.3 不完全定义状态表的状态化简7.4 状态分配方法7.5 算法状态机7.6 链接时序机2010华东师

4、范大学计算机系11 7 时序电路设计7.1 状态等价2010华东师范大学计算机系12 7.1 状态等价 设计步骤： 根据功能要求构成状态图 原始状态图 构成最小化状态表 状态化简消除冗余状态，降低成本 状态化简是建立在状态等价基础上的2010华东师范大学计算机系13 7.1 状态等价 1状态等价定理 S1与S2等价： 当且仅当两状态每种可能的输入序 列其输出相等且次态等价，则称： S1与S2等价，记作（S1、S2）。2010华东师范大学计算机系14 1状态等价定理 等价条件： 输出相同 次态等价（满足下列条件之一）： 次态相同 次态交替： S1的次态为S2 S2的次态为S1 次态循环： S1和

5、S2的次态为S3和S4 S3和S4的次态为S1和S22010华东师范大学计算机系15 7.1 状态等价 2等价性质： 对称性：若S1=S2，则S2=S1 自反性：对任何状态，S1=S1 传递性：若S1=S2，且S2=S3， 则S1=S32010华东师范大学计算机系16 7.1 状态等价 3等价类 等价类是若干状态的集合，在此集合中，任何两个状态都是相互等价的。 （S1，S2）（S1，S3）（S1，S2，S3） 利用等价定理可进行状态化简2010华东师范大学计算机系17 7 时序电路设计7.1 状态等价7.2 状态化简2010华东师范大学计算机系18 7.2 状态化简 方法： 等价类表 隐含表

6、一、等价类表化简法： 教材 P286讨论 2010华东师范大学计算机系19 7.2 状态化简二、隐含表化简法 提供一种识别冗余状态的图形 化方法 隐含表：图7-1 每个方格代表一对隐含的等价 可能性 2010华东师范大学计算机系20二、隐含表化简法 1化简步骤： 作隐含表，寻找等价对 根据等价性质，构成最大等价类 将最大等价类中的状态合并，得到 最小化状态表 2010华东师范大学计算机系21二、隐含表化简法2化简举例 例7-1） 化简P288 图7-4状态图 作隐含表 填隐含表（图7-5), 对所有状态进行比较： 状态等价，打“” 输出不同，打“” 输出相同，但次态不同，将次态填入， 以便进一

7、步判别 列出状态表（表7-7）2010华东师范大学计算机系22例7-3）化简原始状态表 对所有状态进行比较，找出等价状态对BCDE A B C D BCAEAEBC CDBE,AC BCDC,ABDC不等价AD不等价AE、BC次态循环 AE、BC等价CD不等价DE不等价 归纳等价状态对为： （A,E）（B,C）2010华东师范大学计算机系23例7-1） 化简图7-4状态图 状态合并，作 : 最小化状态表（表7-9） 状态图（图7-7） 归纳最大等价类： （A，E），（B，C），（D） S0 S1 S22010华东师范大学计算机系242化简举例例7-2） 化简P290 表7-10状态表 进一步比

8、较隐含表中尚未确定项 逐个比较，除去不等价状态对 归纳等价状态对为： （0）（1，2）（3，6）（4，7）（5，8） A B C D E 逐行比较原始状态表填隐含表（图7-8） 最小化状态表 （表7-12）2010华东师范大学计算机系252化简举例例1）化简如下原始状态表： Yt Yt+1 / Z X=0X=1ABCDEFG C / 0F / 0D / 0D / 1C / 0D / 0C / 0 B / 1A / 1G / 0E / 0E / 1G / 0D / 0 2010华东师范大学计算机系26例1）化简原始状态表 Yt Yt+1 / Z X=0X=1ABCDEFG C / 0F / 0D

9、 / 0D / 1C / 0D / 0C / 1 B / 1A / 1G / 0E / 0E / 1G / 0D / 0 作隐含表，找出等价 状态对BCDEFG A B C D E FCF BEAECFCDEDCF等价AB等价AE、BE次态循环 CD不等价归纳等价状态对为： (A,B) (A,E) (B,E) (C,F)2010华东师范大学计算机系27例1）化简原始状态表 归纳等价状态对为： (A,B) (A,E) (B,E) (C,F) 构成最大等价类 根据传递性： (A,B) (A,E) (B,E) (A,B,E) 最大等价类为： (A,B,E) (C,F) (D) (G) a b c d

10、2010华东师范大学计算机系28例1）化简原始状态表 构成最小化状态表： (A,B,E) (C,F) (D) (G) a b c dYt Yt+1 / Z X=0X=1ABCDEFG C / 0F / 0D / 0D / 1C / 0D / 0C / 1 B / 1A / 1G / 0E / 0E / 1G / 0D / 0 Yt Yt+1 / Z X=0X=1abcdb / 0c / 0c / 1b / 1a / 1d / 0a / 0c / 02010华东师范大学计算机系29 7 时序电路设计7.1 状态等价7.2 状态化简7.3 不完全定义状态表的状态化简2010华东师范大学计算机系30

11、 7.3 不完全定义状态表的状态化简 特点： 状态表中存在不完全确定的次态或输出 不完全确定状态表的化简是建立在相容状态基础上的 2010华东师范大学计算机系31 7.3 不完全定义状态表的状态化简一、状态相容 1. 相容状态： 对于所有的有效输入序列，分别从状态 SA和SB出发，所得到的输出响应序列是 完全相同的（不确定状态可任意指定）， 那么状态SA和SB是相容的，即SA和SB为相 容对，记作：SA，SB。2010华东师范大学计算机系32一、状态相容 相容条件： （不确定状态可任意指定） 输出相同 次态满足下列条件之一： 次态相同 次态交替 次态循环 2010华东师范大学计算机系33一、状

12、态相容2. 相容类 状态相容与状态等价性质一样，具有相容类和最大相容类的性质 不同点： 不具备传递性，即在相容类中所有 状态之间都分别是两两相容的； 不具备传递性 若干个最大相容类可能包含公共 状态2010华东师范大学计算机系34一、状态相容3. 相容性质 相容类集合必须满足覆盖、闭合和最小三个条件 覆盖指相容类集合中包含了原状态 表的全部状态 闭合指在一个相容类集合中，任一 相容类在各种输入取值下的次 态组合，都必须属于该集合中 某一相容类 最小指满足覆盖和闭合的相容类数 目达到最少2010华东师范大学计算机系35一、状态相容4. 化简步骤： 作隐含表 寻找相容状态对 利用状态合并图 寻找最

13、大相容类 作最小化状态表 状态合并图 以点表示状态，均匀分布在圆周上 将各相容对用线段连接 找出所有点之间都有连线的多边形 构成一个最大相容类2010华东师范大学计算机系36 7.3 不完全定义状态表的状态化简二、化简举例 例2）化简状态表 现态次态 / 输出00011011ABCDEC，0-，-D，0C，0B，0-，-E，0B，1A，1-，-A，0B，0-，-E，0A，0-，-D，1-，-，-E，1 作隐含表BCDE A B C DCDAECBABDEABDBCBAE 归纳相容状态对：A，B A，C D，C2010华东师范大学计算机系37例2）化简状态表 作状态合并图 A，B A，C D，C

14、 ABCDE 最大相容类： A，B D，C E S0 S1 S22010华东师范大学计算机系38例2）现态次态 / 输出00011011ABCDEC，0-，-D，0C，0B，0-，-E，0B，1A，1-，-A，0B，0-，-E，0A，0-，-D，1-，-，-E，1 作最小化状态表 A，B D，C E S0 S1 S2现态次态 / 输出00011011S0S1S2S1，0S1，0S0，0S2，0S0，1-，-S0，0S2，0S0，0S1，1-，-S2，12010华东师范大学计算机系39二、化简举例例7-3）化简状态表 现态次态 / 输出00011011ABCDEFG-，-A，0E，0-，-C，0

15、D，1E，1D，0C，0A，0-，-，-B，0-，-F，0-，-E，0C，0-，-，-A，0C，1D，1-，-G，1F，1E，1C，1 作隐含表BCDEFG A B C D E FCDADEFCFCGCFBDCEAFAEACDGACDF 相容状态对：A,BC,DC,ED,EG,FCECEGFGEACCGDECE2010华东师范大学计算机系40例7-3）化简状态表 作状态合并图 A,B C,D C,E D,E G,F 最大相容类： A,BC,E,DF,G S0 S1 S2ABCDEFG 作最小化状态表 （表7-19）2010华东师范大学计算机系41二、化简举例例3）化简状态表 现态 次态 输出X

16、=0X=1ZABCDEFBBA-F-DDEE-C0-111- 作隐含表BCDEF A B C D E CDABDEDE 相容状态对：A,BA,FB,CB,DB,E B,FC,DC,EC,FD,ED,FE,FCEAFCEBFCD2010华东师范大学计算机系42例7-3）化简状态表 作状态合并图 A,B A,F B,C B,D B,E B,F C,D C,E C,F D,E D,F E,F 最大相容类： B,C,D,E,FA,B,F a bABCDEF2010华东师范大学计算机系43例7-3）化简状态表现态 次态 输出X=0X=1ZABCDEFBBA-F-DDEE-C0-111- 作最小化状态表

17、A,B,F B,C,D,E,F a b现态 次态 输出X=0X=1Zab-abb012010华东师范大学计算机系44 7 时序电路设计7.1 状态等价7.2 状态化简7.3 不完全定义状态表的状态化简7.4 状态分配方法2010华东师范大学计算机系45 7.4 状态分配方法一、状态分配 为状态分配唯一的二进制编码 设：二进制码位数为M 状态数为N 则：2M-1N2M二、状态分配的合理性 状态分配不会影响电路的逻辑功能， 但影响电路实现的复杂度 。 寻找较为合理的分配方案2010华东师范大学计算机系46 7.4 状态分配方法三、状态分配算法 1. 状态分配规则 如下情况，应分配相邻的二进制代码

18、规则1： 同一输入值下，次态相同的现态 规则2： 同一状态在相邻输入下的不同次态 规则3： 在所有输入取值下均有相同输出的 现态2010华东师范大学计算机系47三、状态分配算法2. 状态分配实例 例4）为如下状态表建 立状态转移表Y Y+ / ZX=0X=1ABCDC / 0C / 0B / 0A / 1D / 0A / 0D / 0B / 1 确定状态变量位数 22=4 取2位状态变量 应分配相邻代码的状态： 规则1： A,B A,C 规则2： C,D A,C、 B,D A,B 规则3： A,B,C2010华东师范大学计算机系48 A：00， B：10， C：01，D：11例4） 状态分配

19、规则1：A,B、A,C 规则2：C,D、A,C、 B,D、A,B 规则3：A,B,CY Y+ / ZX=0X=1ABCDC / 0C / 0B / 0A / 1D / 0A / 0D / 0B / 11010Y2Y1ABCD 状态转移表Y2Y1 Y2+Y1+ / ZX=0X=10 00 11 11 0O1 / 010 / 000 / 101 / 011 / 011 / 010 / 100 / 02010华东师范大学计算机系492. 状态分配实例例7-4）考察表7-24所示状态表 应分配相邻代码的状态： 规则1：A,C、 B,E、 A,E、 D,F 规则2：A,C、 C,D、 A,F、 B,E、

20、 D,E A,C B,E出现2次，优先考虑 多种分配方案： 方案一：图7-18 (a) 表7-25 方案二： (b) 方案三： (c) 2010华东师范大学计算机系50例7-4）考察表7-24所示状态表 采用D触发器实现各方案 P299 例，方案一： F3F2F1 D3 D2 D1X=0X=10 0 00 1 11 0 01 1 00 0 10 1 00 0 01 0 00 0 00 1 11 0 01 1 01 0 01 1 00 1 00 0 11 0 00 0 1 激励表：卡诺图化简： 01 1 00 10 11 01 00F3F2F1X d d 1 10 d d 1 1 1 1 11

21、D3=F3F2X+F3F2X+F12010华东师范大学计算机系51例7-4）考察表7-24所示状态表F3F2F1 D3 D2 D1X=0X=10 0 00 1 11 0 01 1 00 0 10 1 00 0 01 0 00 0 00 1 11 0 01 1 01 0 01 1 00 1 00 0 11 0 00 0 1 1 01 1 1 00 10 11 01 00F3F2F1X d d 10 d d 1 11 1 1 01 1 00 10 11 01 00F3F2F1X d d 10 d d 11 卡诺图化简：D2=F2F1X+F2F1X+F3F2XD1=F3F2+F2F1X2010华东师

22、范大学计算机系52例7-4）考察表7-24所示状态表 状态分配方案不同，实现成本略有不同 方案一：28门 方案二：27门 方案三：27门 不考虑状态分配原则：35门 状态分配规则不一定能产生最佳方案， 但能产生状态分配的较好方案2010华东师范大学计算机系53 同步时序电路的设计： （1）根据需求 状态图、状态表 （2）状态分配 状态转移表 （3）状态转移表 激励表 触发器特征表 （4）卡诺图化简 激励函数表达式 输出函数表达式 （5）电路实现2010华东师范大学计算机系54同步时序电路设计的进一步优化： （1）根据需求 状态图、状态表 （2）状态化简最小化状态表 （3）状态分配 得状态转移表

23、 （4）状态转移表 激励表 触发器特征表 （5）卡诺图化简 激励函数表达式 输出函数表达式 （6）电路实现2010华东师范大学计算机系55 状态图 同步时序电路设计例5）试设计一个同步时序电路，接收串行二 进制代码，输入代码每三位为一组，当 输入的三位二进制代码为011时，电路 输出为“1”。ABCDEFG0/01/00/00/01/01/00/01/00/01/10/01/00/01/0初态0100011011X/Z2010华东师范大学计算机系56例5） 状态表ABCDEFG0/01/00/00/01/01/00/01/00/01/10/01/00/01/0初态0100011011YY+ /

24、 ZX=0X=1ABCDEFGB, 0 C, 0D, 0 E, 0F, 0 G, 0A, 0 A, 0A, 0 A, 1A, 0 A, 0A, 0 A, 02010华东师范大学计算机系57例5） 最小化状态表YY+ / ZX=0X=1ABCDEFGB, 0D, 0F, 0A, 0A, 0A, 0A, 0C, 0E, 0G, 0A, 0A, 1A, 0A, 0BCDEFGA B C D E F BDCEBFCGABACABACABACDFEGADAEADAEADAEAFAGAFAGAFAGXXXXXX 等价类: (D, F) (D, G) (G, F) (D, F, G)2010华东师范大学计算

25、机系58例5）最大等价类: (A) (B) (C) (D, F, G) (E) a b c d eYY+ / ZX=0X=1ABCDEFGB, 0D, 0F, 0A, 0A, 0A, 0A, 0C, 0E, 0G, 0A, 0A, 1A, 0A, 0YY+ / ZX=0X=1abcde最小化状态表：b, 0 c, 0d, 0 e, 0d, 0 d, 0a, 0 a, 0a, 0 a, 12010华东师范大学计算机系59例5）状态分配 22523 用三位二进制代码表示一个状态 1 010110100F3F2F1YY+ / ZX=0X=1abcdeb, 0d, 0d, 0a, 0a, 0c, 0e

26、, 0d, 0a, 0a, 1根据： 规则1：b,c d,e应分配相邻编码 规则2：b,c d,e应分配相邻编码 a: 000 b: 001c: 011 d: 010e: 110abcde2010华东师范大学计算机系60例5）状态转移表： a: 000 b: 001 c: 011 d: 010 e: 110F3F2F1F3+F2+F1+ / ZX=0X=1000001011010110001, 0010, 0010, 0000, 0000, 0011, 0110, 0010, 0000, 0000, 1YY+ / ZX=0X=1abcdeb, 0d, 0d, 0a, 0a, 0c, 0e, 0

27、d, 0a, 0a, 12010华东师范大学计算机系61例5）激励函数： 激励表： （D触发器实现） F3F2F1D3 D2 D1 / ZX=0X=1000001011010110001, 0010, 0010, 0000, 0000, 0011, 0110, 0010, 0000, 0000, 1 d 01 d 00 10 11 01 00F3F2 d d 1 10 d d 1 1 1 1 11 F1X d 01 d 00 10 11 01 00F3F2 d d 10 d d 1 11 F1XD3=F2F1XD2=F2X+F12010华东师范大学计算机系62例5）F3F2F1D3 D2 D1

28、 / ZX=0X=1000001011010110001, 0010, 0010, 0000, 0000, 0011, 0110, 0010, 0000, 0000, 1 d 1 01 d 00 10 11 01 00F3F2 d d 10 d d 11 F1X d 01 d 1 00 10 11 01 00F3F2 d d 10 d d 1 11 F1XD1=F2F1Z=F3X2010华东师范大学计算机系63例5）逻辑图： D3=F2F1X D2=F2X+F1 D1=F2F1 Z=F3X 3 Q D CP Q 2 Q D CP Q 1 Q D CP ZF3F2F1CLKX2010华东师范大学

29、计算机系64例5） 分析讨论 根据激励函数画出包含所有 状态的状态图0000010101000/00111/01101/00/01/10/00/01/10/01/11/10/01/01011110/0 修改输出函数：Z=F3F2F1XF3F2F1D3 D2 D1 / ZX=0X=1000001011010110001, 0010, 0010, 0000, 0000, 0011, 0110, 0010, 0000, 0000, 1D3=F2F1X D2=F2X+F1 D1=F2F1 Z=F3X0/01/02010华东师范大学计算机系65例5） 修改输出函数： Z=F3F2F1X 3 Q D CP

30、 Q 2 Q D CP Q 1 Q D CP ZF3F2F1CLKX2010华东师范大学计算机系66例5） 0000010111100101000/01/01/00/01/00/00/01/10/01/01/00/01/01011110/0状态图：0/01/02010华东师范大学计算机系67 7 时序电路设计7.1 状态等价7.2 状态化简7.3 不完全定义状态表的状态化简7.4 状态分配方法7.5 算法状态机2010华东师范大学计算机系68 7.5 算法状态机 算法状态机（ASM） 是一种描述时序系统控制过程的算法流图,其结构形式类似于计算机中的程序流程图 特点： 可准确地描述控制器的功能和

31、状态变化条件 描述控制器的控制状态及其转换关系 精确地表示状态转换的时间关系 描述符号：ASM流程图2010华东师范大学计算机系697.5 算法状态机一、ASM符号 1.主要符号 状态符号表示系统状态 图724 OUT1OUT2A00状态状态进入状态退出无条件输出Moore型2010华东师范大学计算机系70一、ASM符号 1.主要符号 条件选择符号 图725 X判定标准入口01退出路径(A+B)2010华东师范大学计算机系71一、ASM符号 1.主要符号 条件输出符号 图726 OUT3输出变量mealy型AB0/OUT32010华东师范大学计算机系72一、ASM符号 2. ASM块 由一个状

32、态符号（条件选择符号） （条件输出符号）组成 图727、图728AO1BCXY/O2(XY)O1AXYO2CB100001102010华东师范大学计算机系73一、ASM符号3.构造ASM图 注意避免不确定性 图7-30 转换条件未确定 例：构造如下状态图的ASM图ABCXY/O1XYXY/O1XYABCXYO10110正确吗？2010华东师范大学计算机系74例7-6ABCXY/O1XYXY/O1XYAXO10BC1Y102010华东师范大学计算机系75一、ASM符号 3.构造ASM图 例：图7-33采用并行路径描述 不确定描述 改串行路径描述： 图7-34 4. 简单例子： 模4计数器的ASM

33、图 图7-37 模4可逆计数器ASM图 图7-38 选择块可由ASM块共享： 图7-35 ASM图的循环描述： 图7-362010华东师范大学计算机系767.5 算法状态机二、ASM设计实例 例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地（障碍物） 的距离 1. 方法： 超声波测量 计算出从发送（XMIT）到收到有效回 波信号（ECHO）的时间 图7-40XMITECHOCENt2010华东师范大学计算机系77例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离采用类似P260例6-2）“计时器”的方法，获得计数值，送计算机处理。 计数时钟取1MHz（1us) 计数最大值设为216 16位计数值送计算机处

34、理 控制时序： 图7-41ECHOCENABSTBAINTRRD计数值送计算机接口电路向CPU发中断请求在中断处理程序中,CPU读取接口的数据2010华东师范大学计算机系78例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离2.设计框图 XMITECHO 时序 电路定时器ERSTCENCRSTABSTB晶振1016位计数器16位并行口10MHz1MHz计算机定时信号（超时复位）。当出现故障，无ECHO信号返回时，利用该信号复位系统。 图7-432010华东师范大学计算机系79例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离3.时序电路模块设计 （1）输入信号：XMIT超声波发送脉冲ECHO回波信号E

35、RST定时信号 输出信号：CEN 计数使能 CRST 复位 ABSTB 数据锁存2010华东师范大学计算机系80例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离（2）ASM图： 图7-42 ABC初始态清零态就绪态XMITCEND10发送超声波计数态ERST1超时，系统复位0ECHO0回波信号未到，继续计数1回波信号到CRST2010华东师范大学计算机系81例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离（2）ASM图： 图7-42 CENDERST0ECHO01回波信号到XMIT1发送信号仍有效,继续计数,避免寄生ECHO信号0E停止计数ECHO0ABSTB置数并返回等待回波信号结束F2010华

36、东师范大学计算机系82例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离（3）状态表： 表7-28（4）状态化简 隐含表化简法： 图7-44 无等价状态，表7-28即为最小化状态表2010华东师范大学计算机系83例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离（5）状态分配 规则1：B,C4 D,F4 D,E C,D2 规则2：C,D A,D E E,F 规则3：A,C,E 利用卡诺图分配 图7-45（6）状态转移表 表7-29（7）激励表（用J-K触发器实现） 略2010华东师范大学计算机系84例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离（8）卡诺图化简 激励函数表达式 输出函数表达式 分析表7

37、-29： J1K1： 现态011： XMIT F1 F1+ 0 1 1 1 1 0J1 K1 MEVd 0d 1 XMIT 图7-46(b)K1卡诺图：011小格填入XMIT2010华东师范大学计算机系85例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离 J2K2： 现态010： ERST F2 F2+ J2 K2 MEV 0 1 1 d 0 1 1 0 d 1 ERST 图7-46(d)K2卡诺图：010小格填入ERST 现态110： ECHO F2 F2+ J2 K2 MEV 0 1 0 d 1 1 1 1 d 0 ECHO 图7-46(d)K2卡诺图：110小格填入ECHO2010华东师范

38、大学计算机系86例7-7）测量超声波发生器发射端到目的地的距离 J3K3： 现态010： F3 F3+ J3 K3 XMIT ECHO ERST 0 1 1 d (XMIT ECHO ERST) 0 0 0 d 图7-46(e) J3卡诺图： 010小格填入XMIT ECHO ERST 化简，得激励函数和输出函数表达式 P311 （9）电路图 图7-48 （10）时序图 图7-492010华东师范大学计算机系87 7 时序电路设计7.1 状态等价7.2 状态化简7.3 不完全定义状态表的状态化简7.4 状态分配方法7.5 算法状态机7.6 链接时序机2010华东师范大学计算机系88 7.6 链

39、接时序机 链接时序机： 一个电路的输出成为另一个电路的输入； 而另一个电路的输出又成为第一个电路的 输入，则该时序机称为链接时序机。2010华东师范大学计算机系89 7.6 链接时序机 类型： 接口式将机器内的某些状态链接到 另一机器上，即为接口链接。 串行链接： 图7-50 并行链接 图7-51 交互式 解释式 阵列式 软件式2010华东师范大学计算机系90 7.6 链接时序机设计：1.任务： 计算机模拟器设计 绘图仪接口电路设计 实例： 例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进 行调试。 2010华东师范大学计算机系91例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。2.设计框图 图7-5

40、2 交互信号： 计算机 接口 CTH 送绘图仪设备码 RPYH 回答 DSH 接口数据选通 RPYH 回答计算机送往接口接口回答2010华东师范大学计算机系92例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 计算机 接口 TCH 接口缓存满 TCRH CPU回答 INTH 中断请求 CIH 中断响应 接口 绘图仪 DOSH 绘图仪数据选通 DRH 回答接口送往计算机计算机回答接口送往绘图仪绘图仪回答2010华东师范大学计算机系93例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 计算机模拟器与绘图仪接口链接关系： （部分ASM图） 图7-57 工作波形： 图7-53 设备码译码电路图7-54

41、2010华东师范大学计算机系94例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。3.计算机模拟器设计 图7-52 输入信号： XFR 启动（模拟中断处理程序入口） INTH 中断请求 RPYH 接口应答 TCH 缓冲区满（要求CPU停止送数） 输出信号： CTH 设备号选通 DSH 数据选通 TCRH 回答 CIH 中断响应2010华东师范大学计算机系95例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 建立ASM图 图7-58 送设备号，选中接口工作 送数据，直到缓冲区满 停止送数，等待中断请求2010华东师范大学计算机系96例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 建立状态表 状态

42、化简（本例无冗余状态） 建立最小化状态表YY+ XFR RPYH TCH INTH 0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111ABCDEFGABDDFFAABDDFGGABEDEFAABEDEGGACCCFFAACCCFGGACCCEFAACCCEGGBBDDFFABBDDFGGBBEDEFABBEDEGGBCCCFFABCCCFGGBCCCEFABCCCEGG2010华东师范大学计算机系97例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 状态分配 7个状态需3位状态变量：F3 F2 F1 方法一：分析状态

43、表 规则1：A,G4 C,D4 E,F4 F,G8 C,E4 A,B4 B,C,D8 利用卡诺图分配 图7-602010华东师范大学计算机系98例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 状态分配 方法二：分析ASM图 图7-58 规则1： AA（XFR=0） GA（INTH=0） A,G4 BB（RPYH=0） AB（XFR=1） A,B4 BC（RPYH=1） CC（RPYH=1 ） DC（RPYH=1 ） B,C,D82010华东师范大学计算机系99例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 CD（RPYH=0,TCH=0） DD（RPYH=0） C,D4 CE（RPYH=0

44、,TCH=1） EE（TCH=1） C,E4 EF（TCH=0） FF（INTH=0 ） E,F4 FG（INTH=1） GG（INTH=1） F,G8 利用卡诺图分配 图7-602010华东师范大学计算机系100例7-8）设计绘图仪接口，并模拟计算机进行调试。 建立状态转移表YY+ XFR RPYH TCH INTH 0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111000001011010111101100000001010010101101000000001010010101100100000001111010

45、111101000000001111010111100100000011011011101101000000011011011101100100000011011011111101000000011011011111100100001001010010101101000001001010010101100100001001111010111101000001001111010111100100001011011011101101000001011011011101100100001011011011111101000001011011011111100100 J KQt Qt+1 0 d 1 d d 1 d 0 0 0 0 1 1 0 1 1J3K3： 现态011： RPYH TCH F3 F3+ J3 K3 MEV 0 0 0 0 d 1 0 1 1 d RPYH TCH 图7-61 J3卡诺图： 011小格填入RPYH