NOTAS DE AULA NE7720 SISTEMAS DIGITAIS - II AULA

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1 AULA 17 - Nível de Transferência entre Registradores RTL. Livro texto, pág.242 a 276 e apostila de fluxo de dados. 1. Introdução:.Continuação projeto RTL. Exemplo 5.2: Medidor de distância baseado em raio laser. Um laser é disparado sobre um objeto que se deseja medir a distância, Um sensor detecta quando o feixe de luz do laser reflete sobre ele. A medição é feita durante o intervalo de tempo que o feixe é disparado e refletido sobre o sensor de reflexão. Um temporizador ou um contador pode ser usado para medir a distância entre o laser e o objeto. a) A F.S.M. a ser projetada tem como variáveis de entrada um botão B para iniciar o processo de medição e a saída do sensor de reflexão S. As variáveis são ativas em nível lógico 1. As variáveis de saída são L (L = 1) liga o laser e a saída L de bits para medição de até 2.000m. Observação: A velocidade da luz é igual a 3 x 10 8 m/s e a medição é sempre o dobro da medida, pois existe a ida e volta do feixe de luz. Passo 1: Criar a F.S.M. para o processo de medição. B L F.S.M. S D A seguir é apresentado o fluxograma do processo de medição do laser. A freqüência do clock para incremento da distância, o valor n deve ter uma resolução de 1m. Para isso a freqüência será igual a 300MHz. A distãncia medida se baseia na detecção da onda refletida e assim a distância é dobrada. Como resultado final deve-se dividir a distância por 2. Uma modificação no fluxo de dados e incluir SL um deslocamento para a esquerda no registrador divide o seu conteúdo por 2. Pág. 101

2 a) Fluxograma do processo. NOTAS DE AULA NE7720 SISTEMAS DIGITAIS - II INICIO L = 0 e n = 0 não B : 1 sim Liga Laser L = 1 n = n + 1 não S : 1 sim D = n/2 Display D Figura: Fluxograma da medição com laser. a) Diagrama de estados Pág. 102

3 Solução do exemplo 5.2 com fluxo de dados geral Bloco Operacional da medição a laser. FLUXO DE DADOS GERAL x I E MUX A ALU 2 ALU 1 ALU 0 LOAD CLEAR clk 1 REG. B Z P N SL ALU 2 ALU 1 ALU 0 Operação Passa A A B A B A A + B A - B A A - 1 Operação A AND B. Operação A OR B. Z Flag zero -> Z = 1 ALU = 0 P Flag Positivo -> P = 1 ALU >0 N Flag Negativo -> N = 1 ALU < 0 Via de dados = bits. B L s U.C. 0 a 6 7 F.D. Tabela de instruções para controle do fluxo de dados. Item Instrução I E ULA 2 ULA 1 ULA 0 CLR LD L SL O E 1 Início x x x x Espera x x x x Liga x x x x Incrementa Divide 2 x x x x Display x x x x D 0 O E Saída Pág. 102 conteúdo de aula. Estas notas não substituem o livro texto que é a referência da disciplina.

4 Designação de estados: 2 n = m, onde m = 5 estados e n = 3 bits. Representando Q 2 Q 1 Q 0, onde esses são 3 elementos de memórias. Q 2 Q Q 0 0 In Lig - Div 1 Esp Inc - Dis Início = 000 Espera = 001 Liga = 010 Incrementa = 0 Div = 100 Display = 101 Palavra de controle gerada pela U.C. PC1 = XXXX10000 PC2 = XXXX10000 PC3 = XXXX00100 PC4 = PC5 = XXXX00010 PC6 = XXXX00001 a) Tabela de estados b) Mapa de saída da A.L.P. Entrada B,s Item Q 2 Q 1 Q PCsaída Início PC1 Espera PC2 Liga PC3 Increm PC4 Divide PC5 Display PC Q 2 Q 1 Q 0 B S Q 2 Q 1 Q 0 Saída U.C XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX0001 Pág. 103

5 FORMAS DE ONDAS DO PROCESSO DE MEDIÇÃO COM LASER. NOTAS DE AULA NE7720 SISTEMAS DIGITAIS - II Pág. 103 conteúdo de aula. Estas notas não substituem o livro texto que é a referência da disciplina.

6 Exemplo: Para o fluxo de dados geral, escrever as palavras de controle para gerar e apresentar na saída os números de 1 a 10. O algoritmo para realizar esta operação é mostrado a seguir. 1 i= 0 2 do while (i< 10) { 3 i= i +1 4 output i 5 } O fluxograma a seguir descreve o algoritmo de geração e apresentação de números e 1 a 10 no fluxo de dados. i = 0 FIM i = i + 1 Saída = i Para traduzir o algoritmo em palavras de controle para o fluxo de dados, necessita-se observar no algoritmo, todas as instruções: Pág. 104

7 As palavras de controle para as três instruções são apresentadas a seguir: Palavra Instrução I E ALU 2 ALU 1 ALU 0 LOAD CLEAR O E Controle i= 0 X X X X i= i (adr) Saída i X X X X IMPLEMENTAÇÃO DO ALGORÍTMO POR DIAGRAMA DE ESTADOS DIAGRAMA DE ESTADOS S 0 S 1 S 2 START START Palavra de Controle 1 Palavra de Controle 2 TABELA DE ESTADOS Atual Entradas Start, i<10 Q 1 Q Designação das Variáveis Palavra i Conteúdo B 6 B 5 B 4 B 3 B 3 B 1 B 0 X X X X X X X X Saídas Palavras Palavra 1 Palavra 2 Palavra 3 S 3 Palavra de Controle 3 A 3 A 2 A 1 A 0 B 8 B 7 Q 1 Q 0 START i<10 Q 1 Q 0 Entradas da Tabela : Start, i<10, Q 1 e Q 0 Conteúdo ou Saídas da Tabela : Q 1 e Q 0, Palavra de Controle. A 3 A 2 A 1 A 0 B 8 B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Pág. 105

8 A implementação por máquina de estados da U.C. é mostrada a seguir. Start MÁQUINA DE ESTADOS PALAVRAS DE CONTROLE Q 1 Q 0 Q 1 Q 0 Q 0 Q 1 F/F D D 0 D 1 clock Formas de Ondas 1,0 µs Clock Input 0 I E Sel.ALU 100 Load Clear O E Reg. Saída Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 Z 6 Z 7 Z 8 Z 9 Z 10 Z A base de tempo utilizada na simulação do fluxo de dados para a apresentação do algoritmo é de 250 ns, por ciclo de relógio. Pág. 106