ABEL语言逻辑方程、状态图设计法课件

ABEL语言逻辑方程、状态图设计法

一、ABEL语言逻辑方程设计法

逻辑方程是ABEL源文件描述逻辑设计的一种方法。它既可进行组合逻辑设计，也可进行时序逻辑设计，但有时不如真值表和状态图逻辑设计简单、易懂。但任何一种逻辑描述方式，经EDA软件编译后，都会变成逻辑方程的形式。1、逻辑方程设计类型1已知逻辑方程表达式进行逻辑设计例：已知八进制同步计数器的状态转移方程如下，用ABEL语言设计之。MODULEcounter8fcCP PIN;Q3,Q2,Q1PIN

ISTYPE'REG';Z PIN

ISTYPE'COM';EQUATIONSQ3.CLK=CP;Q2.CLK=CP;Q1.CLK=CP;Q1:=!Q1;Q2:=(!Q1&!Q2)#(Q1&Q2);Q3:=(!Q1&!Q2&!Q3)#(!(!Q1&!Q2)&Q3);Z=Q1&Q2&Q3;END

2、逻辑方程设计类型2已知逻辑电路进行逻辑设计例：已知带异步清零的八进制异步计数器的电路图如下，用ABEL语言设计之。012MODULECOUNTER8DLCP PIN;RESET PIN;Q2,Q1,Q0PINISTYPE'BUFFERREG';EQUATIONSQ2.CLK=Q1.Q;Q1.CLK=Q0.Q;Q0.CLK=CP;Q2.ACLR=!RESET;Q1.ACLR=!RESET;Q0.ACLR=!RESET;Q2.D=!Q2.D;Q1.D=!Q1.Q;Q0.D=!Q0.Q;END3、逻辑方程设计类型3已知逻辑功能文字描述进行逻辑设计例：已知4位二进制比较器的输入、输出关系如下，用ABEL语言设计之。条件输出A_NE_BA_EQ_BA_GT_BA_LT_BA3A2A1A0=B3B2B1B0A3A2A1A0≠B3B2B1B0A3A2A1A0>B3B2B1B0A3A2A1A0<B3B2B1B0011110000X100X01MODULECOMP4FCA3..A0 PIN;B3..B0PIN;A_NE_B,A_EQ_BPINistype’com’;A_GT_B,A_LT_BPINistype’com’;A=[A3..A0];B=[B3..B0];EQUATIONSA_EQ_B=A==B;A_NE_B=!(A==B);A_GT_B=A>B;A_LT_B=A<B;END4、逻辑方程设计类型4已知逻辑真值表或功能表进行逻辑设计例：用ABEL语言设计一个2线－4线译码器，已知其真值表如下：I1I0Y3Y2Y1Y0000110111110110110110111MODULEDECODER24FCI1,I0 PIN;Y3,Y2,Y1,Y0PINISTYPE'COM';I=[I1,I0];Y=[Y3,Y2,Y1,Y0];EQUATIONSWHEN(I==^B00)THENY=^B1110;WHEN(I==^B01)THENY=^B1101;WHEN(I==^B10)THENY=^B1011;WHEN(I==^B11)THENY=^B0111;END5、逻辑方程设计类型5与其它设计法混合使用例：用ABEL语言设计一个六进制计数器，要求时钟下降沿触发MODULEcounter6dCP PIN;Q2,Q1,Q0PINISTYPE'REG';Q=[Q2,Q1,Q0];EQUATIONSQ.CLK=!CP;TRUTH_TABLE(Q:>Q)0:>1;1:>2;2:>3;3:>4;4:>5;5:>0;END二、ABEL语言状态图设计法

状态图是ABEL源文件描述逻辑设计的一种方法，类似于数字电路状态状态转移图的描述方式，它只适用于描述时序逻辑设计，不能描述纯组合逻辑电路。状态图的设计关键字是:STATE_DIAGRAM

设计步骤状态机定义状态定义寄存器时钟方程状态描述1、状态图逻辑设计类型1利用IF……THEN……ELSE语句进行设计

格式：MODULE模块名

（输入引脚定义） （输出引脚定义）//状态机定义 （……）

（状态定义语句）

EQUATIONS

(寄存器时钟语句)

（……）

STATE_DIAGRAM[状态寄存器] STATES0:IF

逻辑表达式THEN

状态表达式1

ELSE

状态表达式2

（……）

END

例：用ABEL语言设计一个同步六进制可逆计数器。MODULEcounter6knCP,UP_DOWNPIN;Q2..Q0PINISTYPE'REG';Q=[Q2..Q0];S0=^B000;S1=^B001;S2=^B010;S3=^B011;S4=^B100;S5=^B101;S6=^B110;S7=^B111;EQUATIONSQ.CLK=CP;STATE_DIAGRAMQSTATES0:IFUP_DOWN==0THENS1ELSES5;STATES1:IFUP_DOWN==0THENS2ELSES0;STATES2:IFUP_DOWN==0THENS3ELSES1;STATES3:IFUP_DOWN==0THENS4ELSES2;STATES4:IFUP_DOWN==0THENS5ELSES3;STATES5:IFUP_DOWN==0THENS0ELSES4;STATES6:GOTOS0;STATES7:GOTOS0;END2、状态图逻辑设计类型2利用链接式IF……THEN……ELSEIF……语句设计格式：MODULE模块名 （输入引脚定义） （输出引脚定义）//状态机定义 （状态定义语句）

EQUATIONS (寄存器时钟语句)

（……）

STATE_DIAGRAM[状态寄存器]

STATES0:IF

逻辑表达式THEN

状态表达式

ELSEIF逻辑表达式THEN

状态表达式

（……）

ELSE

状态表达式 （……）

END

MODULEcounter8kk CP PIN;C1,C0PIN;Q2..Q0PINISTYPE'REG';Q=[Q2..Q0];CONTROL=[C1,C0];EQUATIONSQ.CLK=CP;STATE_DIAGRAMQSTATE0:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN0ELSEIFCONTROL==2THEN1ELSE7;STATE1:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN1ELSEIFCONTROL==2THEN2ELSE0;例：用ABEL语言设计一个可控八进制计数器。要求： （1）CONTROL=0时，计数器清零 （2）CONTROL=0时，计数器保持 （3）CONTROL=0时，计数器加1

（4）CONTROL=0时，计数器减1STATE2:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN2ELSEIFCONTROL==2THEN3ELSE1;STATE3:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN3ELSEIFCONTROL==2THEN4ELSE2;STATE4:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN4ELSEIFCONTROL==2THEN5ELSE3;STATE5:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN5ELSEIFCONTROL==2THEN6ELSE4;STATE6:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN6ELSEIFCONTROL==2THEN7ELSE5;STATE7:IFCONTROL==0THEN0ELSEIFCONTROL==1THEN7ELSEIFCONTROL==2THEN0ELSE6;END3、状态图逻辑设计类型3利用CASE……ENDCASE语句设计格式：MODULE模块名 （输入引脚定义） （输出引脚定义）//状态机定义 （……） （状态定义语句）

EQUATIONS (寄存器时钟语句)

（……） STATE_DIAGRAM[状态寄存器] STATES0:CASE

逻辑表达式:状态表达式

（……）

ENDCASE; （……）

END

例：用ABEL语言设计一个可控八进制计数器。要求： （1）CONTROL=0时，计数器清零 （2）CONTROL=0时，计数器保持 （3）CONTROL=0时，计数器加1

（4）CONTROL=0时，计数器减1MODULEcounter8kk CP PIN;C1,C0PIN;Q2..Q0PINISTYPE'REG';Q=[Q2..Q0];CONTROL=[C1,C0];EQUATIONSQ.CLK=CP;STATE_DIAGRAMQSTATE0:CASECONTROL==0:0CONTROL==1:0CONTROL==2:1CONTROL==3:7;ENDCASE;STATE1:……CASE和ENDCASE之间的表达式必须满足互斥条件，任何时候，只有一个表达式为真CASE语句中表达式应包含所有可能的条件4、状态图逻辑设计类型4利用GOTO语句设计格式：MODULE模块名 （输入引脚定义） （输出引脚定义）//状态机定义 （……） （状态定义语句）

EQUATIONS (寄存器时钟语句)

（……） STATE_DIAGRAM[状态寄存器] STATES0:GOTO

状态表达式

（……）

END

MODULECOUNTER6GOTOCP PIN;Q2..Q0PINISTYPE'REG';Q=[Q2..Q0];EQUATIONSQ.CLK=CP;STATE_DIAGRAMQSTATE0:GOTO1;STATE1:GOTO2;STATE2:GOTO3;STATE3:GOTO4;STATE4:GOTO5;STATE5:GOTO0;STATE6:GOTO0;STATE7:GOTO0;END例：用ABEL语言设计一个同步六进制计数器。5、状态图逻辑设计类型5利用WITH……ENDWITH语句设计格式：MODULE模块名 （输入引脚定义） （输出引脚定义）//状态机定义 （状态定义语句）

EQUATIONS (寄存器时钟语句) STATE_DIAGRAM[状态寄存器] STATES0:IF逻辑表达式THEN状态表达式

WITH

输出方程

（……）

ENDWITH;

ELSE状态表达 （……）

END