ELT601 Eletrônica Digital II Graduação em Engenharia Eletrônica

Transcrição

1 ELT6 Eletrônica Digital II Graduação em Engenharia Eletrônica Universidade Federal de Itajubá IESTI Verilog HDL Máquinas de estados finitos Prof. Rodrigo de Paula Rodrigues

2 ircuitos sequenciais Q Q Q Q F E D ELT6 Eletrônica Digital II

3 Máquinas de estado Mealy Moore X q Z Q Q D Z = f(q, X) Q = g(q,x) X Q D clk Q q Z clk Z = f(q) Q = g(q,x) ELT6 Eletrônica Digital II

4 omportamento F E Mudança de estado D Geração das saídas ELT6 Eletrônica Digital II

5 Modelo em Verilog Mealy Moore LK, X q, X LK, X q Q f( q, X ) Z g( q, X ) Q f( q, X ) Z g( q ) ELT6 Eletrônica Digital II

6 Modelo em Verilog E A F B Z D Estado Q f( q, X ) Saídas Z g( q, X ) Definição dos estados Geração de transições Geração das saídas ELT6 Eletrônica Digital II

7 Definição de estados constantes parâmetros `define parameter ELT6 Eletrônica Digital II

8 Definição de constantes nome único à constante `define nome valor palavra reservada valor numérico para a constante ELT6 Eletrônica Digital II

9 Definição de constantes `define S 3 b `define S2 3 b `define S3 3 b case ( estado ) `S: estado <= `S2; `S2: estado <= `S; `S3: estado <= `S3; endcase ELT6 Eletrônica Digital II

10 Parâmetros nome único para o parâmetro [ ] parameter [a:b] nome = valor ; palavra reservada limites valor numérico para o parâmetro [ ] parâmetro opcional ELT6 Eletrônica Digital II

11 odificação de estados Binária Gray One-hot `define S 2 b `define S2 2 b `define S3 2 b parameter S = 2 b; parameter S2 = 2 b; parameter S3 = 2 b; `define S 2 b `define S2 2 b `define S3 2 b parameter [:] S = 2 b; parameter [:] S2 = 2 b; parameter [:] S3 = 2 b; `define S 3 b `define S2 3 b `define S3 3 b parameter S = 3 b; parameter S2 = 3 b; parameter S3 = 3 b; ELT6 Eletrônica Digital II

12 Exemplo: Detecção da sequência Mealy Moore / / A / / / B / A D B ELT6 Eletrônica Digital II

13 Exemplo: Detecção da sequência depende da definição dos estados module mef( LK, RST, X, S ); input LK, X, RST; // entradas output S; // saída reg S; // registros reg [:] E; // registros (estado atual) variável de estado declaração de estados transição de estados endmodule geração das saídas ELT6 Eletrônica Digital II

14 Exemplo: Detecção da sequência Mealy / Binária Gray one-hot / A / / B `define SA 2 b / `define SB 2 b `define S 2 b `define SA 2 b `define SB 2 b `define S 2 b `define SA 3 b `define SB 3 b `define S 3 b / ELT6 Eletrônica Digital II

15 Exemplo: Detecção da sequência Mealy Transição de estados posedge LK or posedge RST ) begin / A / / / / B / end if ( RST == b ) E <= `SA; else begin end case (E) `SA: if ( X == b ) E <= `SB; else E <= `SA; `SB: if ( X == b ) E <= `SB; else E <= `S; `S: if ( X == b ) E <= `SB; else E <= `SA; default: E <= `SA; endcase ELT6 Eletrônica Digital II

16 Exemplo: Detecção da sequência Mealy Geração das saídas E or X ) begin / A / / / B / case (E) `SA: S <= b; `SB: S <= b; `S: if ( X == b ) S <= b; else S <= b; / end default: S <= b; endcase ELT6 Eletrônica Digital II

17 Exemplo: Detecção da sequência Mealy Descrição / / A / / B / RTL Mapeada na tecnologia / ELT6 Eletrônica Digital II

18 Exemplo: Detecção da sequência Moore A D B Binária parameter SA=2 b; parameter SB=2 b; parameter S=2 b; parameter SD=2 b; Gray parameter SA=2 b; parameter SB=2 b; parameter S=2 b; parameter SD=2 b; one-hot parameter SA=4 b; parameter SB=4 b; parameter S=4 b; parameter SD=4 b; ELT6 Eletrônica Digital II

19 Exemplo: Detecção da sequência Moore Mealy Transição de estados posedge LK or posedge RST ) begin A D B end if ( RST == b ) E <= SA; else case (E) SA: if ( X == b ) E <= SB; else E <= SA; SB: if ( X == b ) E <= SB; else E <= S; S: if ( X == b ) E <= SD; else E <= SA; SD: if ( X == b ) E <= SB; else E <= SA; default: E <= SA; // necessário? endcase ELT6 Eletrônica Digital II

20 Exemplo: Detecção da sequência Moore Mealy Geração das saídas A D B E ) begin end case (E) SA: S <= b; SB: S <= b; S: S <= b; SD: S <= b; endcase ELT6 Eletrônica Digital II

21 Exemplo: Detecção da sequência Moore Mealy Descrição RTL A D B Máquina de estados Possibilidades if else bloco sequencial único codificação one-hot ELT6 Eletrônica Digital II

22 Exercícios Desenvolva uma máquina de estados para controlar uma máquina de venda de refrigerantes com as seguintes características: Entradas M Moeda de UND N Nota de 2 UND Pedido de produtos R Refrigerante, a 2 UND L Lanche, a 3 UND Opções ancelar. Devolver UND. Saídas de liberação LR Refrigerante LL Lanche LM Liberar moeda Utilize o modelo de Moore. Máximo valor: 3 UND Permitir recebimento PM Permitir receber moedas PN Permitir receber notas ELT6 Eletrônica Digital II

23 Exercícios N es: Estado inicial es elm2 es: unidade adicionada es2: 2 unidades adicionadas es3: 3 unidades adicionadas M es M elm: Liberar moeda para situação elm2: Liberar moeda para situação 2 elm3: Liberar moeda para situação 3 elr: Liberar refrigerante para situação elr2: Liberar refrigerante para situação 2 ell: Liberar lanche elm elr elr2 N R R L es2 es3 M elm3 ell ELT6 Eletrônica Digital II

24 Obrigado ELT6 Eletrônica Digital II