59现代电子系统设计

现代电子系统设计复习纲要2012年12月第二章1.电子系统的基本组成及各部分之间的关系2.MDS图3.十字路口交通灯设计之受控器电路4.由MDS图设计控制器（状态编码方式）例2.2-5：某数字系统的MDS图如图所示，R、A为输入信号，Ci(i=0…3)为输出信号，设计它的控制器电路。五个状态，用三个D触发器，采用二进制编码方式状态转换表：画出激励函数的卡诺图：写出函数表达式：010001010122QQARSDQQRASDQQQAD33432221100SCSSSCSSCSC画出控制器电原理图：5.控制子系统的微程序设计概念：把控制子系统中每一个状态要输出的控制信号及该状态的转移去向按一定格式编写成条文，保存在ROM中。运行时，逐条取出这些微指令，实现控制过程。只把状态变量作为地址变量，而把决定状态转移的测试变量作为指令的内容写入ROM，称为测试变量段。后续地址段分为两部分，分别为测试变量为1和0时的转移去向。对于N个测试变量，由于只与其中的一个有关，可对测试变量进行编码，外部电路用N选一选择器，选择相应的测试变量；其次要决定现态转向后续地址的哪一个，再用多个（取决于后续地址位数）二选一数据选择器，根据测试变量X（i）是0还是1，选出两个后续地址中的一个。a.单测试双地址法例2.3-3：设计MDS图如图所示的微程序控制器。1、状态编码：用两个D触发器；2、确定ROM容量：4×9；3、填写ROM的内容；4、硬件电路。微指令表电路图现态的两个分支设置成：一个为现状态编码加1，另一个任意，在微指令的后续地址中，只要注明“任意的一个”即可，现态加1就不必标注。标志位：说明测试变量为1时还是为0时现状态加1。表2.3-5单测试单地址微指令格式输出变量测试变量标志位转移地址用计数器取代D触发器b.单测试单地址法例2.3-4：用单测试单地址法实现MDS图如图所示的微程序控制器。1、状态编码：现态的两个转移状态一个必须为现态加1；2、确定ROM的容量：4×9；测试变量为X、Z、W三个加无条件转移共4个。注意此处无条件转移不能像单测试双地址那样把测试变量表示为Φ，因为这里需要相应的硬件电路保证。测试变量段为2位，L2L1=00为无条件；L2L1=01为X；L2L1=10Z；L2L1=11为W。标志位YNBIT为1位，输出为4位，转移地址两位，ROM容量共4×9=36。3、填写微指令：在填写单测试单地址的微指令时最需要注意的是标志位填写，而标志位填写与硬件电路有关。如果用标志位YNBIT=1，表示测试变量X（i）为1时计数器计数，测试变量X（i）为0时计数器置数；而用标志位YNBIT=0，表示测试变量X（i）为0时计数器计数，测试变量X（i）为1时计数器置数，同时根据一般计数器的置数信号均是低电平有效，则有YNBITiXYNBITiXLOAD)()(微指令表ROM内容：硬件电路：例2.3-5：用单测试单地址法实现如图所示的MDS图的微程序控制器。微指令表硬件电路：第三章1、可编程逻辑器件的设计流程2、FPGA3、CPLD第四五章1、VHDL语言基本结构、语言要素、VHDL语句及基本描述方法。2、QuartusⅡ软件应用用QuartusⅡ进行系统设计的步骤：创建工程、设计输入、编译处理、仿真测试、引脚分配、编程和配置。3、常用电路描述。（会用VHDL语言编写简单电路）习题一、单项选择题（20*1’）1、QuartusⅡ是A、高级语言B、硬件描述语言C、EDA工具软件D、综合软件2、使用QuartusⅡ建立仿真文件，应采用A、图形编辑B、文本编辑C、符号编辑D、波形编辑3、执行QuartusⅡ的哪条命令，可以检查设计电路错误A、CreateDefaultSymbolB、SimulatorC、CompilerD、TimingAnalyzer4、QuartusⅡ的波形文件类型是A、.vwfB、.bdfC、.vhdD、.qpf5、在VHDL的端口声明语句中，用于声明双向端口的是A、INB、OUTC、INOUTD、BUFFER二、完成下列各基础实验题（3*5’）74194是移位寄存器，功能表如上，完成以下题目：1、完成波形（注：D为d、c、b、a并行输入端）。2、用两片74194扩展成八位双向移位寄存器。三、VHDL语言设计题(3*5’+2*10’)四、数字系统设计题(2*15’)