Zustand
Schaltwerk arbeitet in Schritten
Zustandsgraph
Knoten des Graphen
Knoten des Graphen sind die Zust"ande des Schaltwerks
i/o
Eingabe i
Ausgabe o
Ampel:
Eingabe: Knopf
* steht f"ur beliebige Eingabe
Ausgabe: Signal Farbe 1 rot, Farbe 0 gr"un
Die Zust"ande eines Schaltwerks sind endlich
Die Ampel steht normalerweise auf Rot. Dr"uckt man den Knof geht sie auf gr"un
verbleibt dort f"ur 3s und wechselt wieder auf rot
z0->z0
z0->z1
z1->z0
Schaltwerk arbeitet mit Takten fester l"ange:
z0->z0
z0->z1
z1->z2
z2->z0
Taktsignal
l"ange jedes Schrittes: Taktdauer
Taktdauer, Taktsignal
Kehrwert der Taktdauer: Frequenz
Signal: CLK
z0 := z0 and not Knopf or z1 or z2
z1 := z0 and knopf
z2 := z1
farbe := z0 and knopf or z1 or z2
Zustand Eingabe Ausgabe Folgezustand Codefolgezustand
z2+ z1+ z0+
Die Zust"ande eines Schaltwerks sind von 0 beginnend konsekutiv nummeriert un"ar kodiert
D.h. im Zustand i hat bit i den Wert 1 alle anderen den Wert 0
n Zust"ande, n Flipflops
bin"ar codiert: CEIL (LOG_2(n))
Register:
n-Bit-Register
Register:
n Dateneing"ange
n Datenausg"ange
CLK oder Taktsignal
n-Bit-Register
"Ubergangsschaltnetz f"ur z2+ -> n-Bit-Register -> z2
"Ubergangsschaltnetz f"ur z1+ -> n-Bit-Register -> z1
"Ubergangsschaltnetz f"ur z0+ -> n-Bit-Register -> z0
SR-Latch
R, S, Q, NOT Q
Q := R NOR Q'
Q' := S NOR Q
Wirkintervall
Kippintervall
Setzzeit: Setup Time
Haltezeit: Holdtime
Wirkintervall: Das wirkintervall ist das Intervall wie lange es halt wirken
Kippintervall: Bis es am Ausgang erscheint
Setzzeit: Wie lange es vor dem Takt vorhanden sein muss, das Dateneingangssignal
Haltezeit: Wie lange das Stabil sein muss, das Eingangssignal, nach dem Takt
R, S, Q, NOT Q
CLK
ENABLE
D
Schaltwerk:
Steuerwerk
Operationswerk
Steuervektor: S
Statusvektor: V
Eingabevektor: X
Ausgabevektor: Y
Steuewerk:
Steuervektor S
Statusvektor: V
Operationswerk
Steuervektor: S
Statusvektor: V
Eingabevektor: X
Ausgabevektor: Y
Beim Neumann: Steuewerk = Universelles Operationswerk = Rechenwerk = Register + ALU
Leitwerk = Umschaltbares Steuwerk
RTL-Notation
R2(7:0)
Randbits in Klammern, das ist ein 8 Bit Register
M: Arbeitsspeicher
M [PC]: Der "uber PC addressierte Arbeitsspeicher
PC: Programm Counter
SP: Stackpointer
R2 <- M [PC], PC <- PC + 1
Stack: LIFO - Last in First Out
Dekrement
Assignment
Assignment
Inkrement
Push
SP <- SP -1
M [SP] <- R0
Pop
R0 <- M [SP]
SP <- SP +1
RTL-Notation
logisch
AND
OR
XOR
NOT
arithmetisch
Addition +
Inkrement ++
Subtraktion -
Dekrement --
bitweise
Schiebe um n bit nach links << n
schiebe um n bit nach rechts >> n
Rotiere um n bit nach links: geschweifter pfeil nach links n
Rotiere um n bit nach rechts: geschweifter pfeil nach rechts n
Verbinde zwei Vektoren zu einem gr"osseren Vektor x || y
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