Grundlagen der Digitaltechnik Groÿe Übung 8

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Grundlagen der Digitaltechnik Groÿe Übung 8

Prof. G. Kemnitz, Dr. C. Giesemann

Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal

23. Februar 2021

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Aufgabe 8.1: Zustandsgraph ⇒ Übergangstabelle

Zustandswechsel bei steigender Taktanke Initialisierung mit high- aktivem Initialisie- rungssignal

Z1 y<=’0’

y<=’1’

Z4 Z2 y<=’1’

x=’1’

y<=’0’

Z3 x=’0’

x=’0’

x=’1’

x=’0’

symbolische Zustandsbezeichnung Z1 Z2 Z3 Z4

Zustandsvektor 00 01 "10" 11

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1

Ausfüllen der Übergangstabelle

Eingabe 0 1 0 1 0 1 0 1

Zustand 00 00 01 01 10 10 11 11

Ausgabe Folgezustand

2

Skizze der Gesamtschaltung (Eingabeabtastung, Zustandsregister, Übergangs- und Ausgabefunktion als Black-Box).

3

Wie viele Speicherzellen benötigt der Automat?

4

Beschreibung in VHDL (Entity- und Architecture-Teil).

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Aufgabe 8.2: Verbale Beschreibung ⇒ Zustandsgraph

Entwerfen Sie den Zustandsgraphen für einen Automaten mit den zwei bitorientierten Eingabesignalen a und b , dem high-aktiven Initialisierungssignal I und den Zuständen Z0 bis Z5, der

zu Beginn und bei I = 1 in den Zustand Z0 übergeht,

sonst von jedem Zustand bei a = 1 in den Zustand Z5 übergeht,

sonst bei b = 1 die Zustandsfolge zyklisch durchläuft und

sonst in seinem Zustand verbleibt.

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Aufgabe 8.3: Automatenentwurf

s0

s1

s2

s0

s1

s2

x x

s2s1s0

x/y

0/0 000

010

100

111

011 001

1/0 1/0

1/0 0/1 0/0

1/0 1/0

1/0 0/1

0/0 0/1

s⁺₀ y

s⁺₂ s⁺₁

Kompletter Handentwurf einer funktionsgleichen Schaltung

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Grundlagen der Digitaltechnik Groÿe Übung 8

Grundlagen der Digitaltechnik Groÿe Übung 8

Prof. G. Kemnitz, Dr. C. Giesemann

Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal

23. Februar 2021

Aufgabe 8.1: Zustandsgraph ⇒ Übergangstabelle

Zustandswechsel bei steigender Taktanke Initialisierung mit high- aktivem Initialisie- rungssignal

symbolische Zustandsbezeichnung Z1 Z2 Z3 Z4

Zustandsvektor 00 01 "10" 11

Ausfüllen der Übergangstabelle

Eingabe 0 1 0 1 0 1 0 1

Zustand 00 00 01 01 10 10 11 11

Ausgabe Folgezustand

Skizze der Gesamtschaltung (Eingabeabtastung, Zustandsregister, Übergangs- und Ausgabefunktion als Black-Box).

Wie viele Speicherzellen benötigt der Automat?

Beschreibung in VHDL (Entity- und Architecture-Teil).

Aufgabe 8.2: Verbale Beschreibung ⇒ Zustandsgraph

Entwerfen Sie den Zustandsgraphen für einen Automaten mit den zwei bitorientierten Eingabesignalen a und b , dem high-aktiven Initialisierungssignal I und den Zuständen Z0 bis Z5, der

zu Beginn und bei I = 1 in den Zustand Z0 übergeht,

sonst von jedem Zustand bei a = 1 in den Zustand Z5 übergeht,

sonst bei b = 1 die Zustandsfolge zyklisch durchläuft und

sonst in seinem Zustand verbleibt.

Aufgabe 8.3: Automatenentwurf

Kompletter Handentwurf einer funktionsgleichen Schaltung

KV-Diagramme ausfüllen (die Folgezustände und die Ausgabe der redundanten Zustände seien beliebig)

minimierte Ausdrücke bestimmen (legt die Werte der Don't-Care-Stellen fest)

redundante Zustände und deren abgehende Kanten in den Ablaufgraphen einzeichnen (hängt von den Wertzuordnungen an die Don't-Care-Stellen ab)

Schaltung zeichnen; zu verwendende Bausteine: Inverter, UND- und ODER-Gatter mit variabler Eingangsanzahl, 1-Bit-Register mit Rücksetzeingang

x R

Datenausgang

invertierter Datenausgang Dateneingang

R¨ ucksetzeingang

Takteingang