tahak MPLD

vodů se obvykle využívá logických členů NAND nebo NOR. Důležité zde je zejména to, že jde o obvod s přednostním nulováním, protože vstupní signál r působí přímo na logický člen, z něhož odebíráme výstupní signál. Obvod s přednostním nastavením snadno získáme například tak, že nahradíme součinovým členem horní původní člen NOR místo spodního členu. S použitím tohoto obvodu žádné problémy nejsou,
nepočítáme-li obtíže, které mohou vzniknout při simulaci v důsledku již zmíněného faktu, že simulátory obvykle nepodporují práci s obvody obsahujícími zpětné vazby Kolpny obvod D riadeny hranou :


Vzájemný převod klopných obvodů typu D, T, DE Registr složený z n klopných obvodů pak bývá nejčastěji typu D nebo T. Je-li registr typu D, představuje signál p na jeho vstupu vždy příští stav čítače, který se při aktivní hraně hodinového impulsu přepíše do registru. Pokud je registr typu T, je tento signál
roven logické funkci EX-OR příštího stavu a současného stavu, jak to odpovídá funkci tohto typu klopného obvodu. Binární čítače se zkráceným cyklem. Tyto čítače jsou již poněkud složitější, protože se u nich vyskytují nepracovní (nevyužité) stavy. Pokud nás zajímá chování takového čítače
pouze v pracovních stavech, můžeme vytvořit větší počet variant téhož čítače, které se vzájemně odlišují chováním v nepracovních stavech, a přirozeně i počtem termů potřebných
pro jednotlivé bity. Vytvoření pomocného bitu. Pomocný bit po může být vytvořen dvěma způsoby: jako
kombinační funkce bitů čítače nebo jako registrový Vratné Grayovy čítače s pomocným bitem. Jak bylo uvedeno, pokud se čítač s pomocným bitem dostane do nepracovního stavu, tedy do stavu, kdy je pomocný bit invertován, pokračuje v čítání opačným směrem než v pracovním cyklu. Této skutečnosti lze využít k vytvoření vratného Grayova čítače. LFSR Hlavní výhodou těchto čítačů je skutečnost, že (na rozdíl od jiných čítačů) je jejich kombinační část velmi jednoduchá nezávisle na počtu bitů čítače, takže se při zvyšování počtu bitů čítače nesnižuje dosažitelný kmitočet, s nímž čítač může pracovat. Tato výhoda s projevuje zejména u velmi velkých čítačů s mnoha desítkami (nebo i stovkami) bitů, výhodné však mohou být i menší čítače
Stavové automaty
Porovnaní automatov Mealyho a Moorova K Moorovu SA s kombinačními výstupy existuje ekvivalentní
Mealyho verze se často nazývá automat s výstupním registrem (nebo s registrovými výstupy) a s předvídáním hodnot výstupů v příštím stavu (pipelined Mealy machine): je obvykle výhodnější než Moorova verze – má často méně stavů, výstupní signály z registru jsou bez parazitních impulsů a mají menší zpoždění za hranou hodinového impulsu
registrové – u nich je za kombinační částí B zařazen ještě registr. Tyto výstupy jsou za stavem zpožděny o jeden takt hodin a na vstupy reagují až při aktivní hraně hodin, jsou
však bez parazitních impulsů (případné hazardy v kombinační části B jsou registrem zneškodněny); Převod stavového automatu Moorova typu na automat Mealyho typu lze provést následujícím způsobem: hodnoty výstupních signálů uvedené v uzlech představujících stavy automatu přepíšeme ke hranám (šipkám), které do příslušných stavů směřují a typ těchto signálů změníme z kombinačního na registrový typ. V automatu takto vzniklém jsou ještě hodnoty výstupních signálů v každém stavu plně určeny tímto stavem. Tento automat lze nyní
často zjednodušit sloučením hran (přechodů) a stavů, které to dovolují. Je možno sloučit hrany, které vycházejí i končí ve stejných stavech a mají-li přiřazeny stejné hodnoty
výstupních signálů. Převod stavového automatu Mealyho typu na automat Moorova typu je možný, neobsahuje-li původní automat kombinační (asynchronní) výstupy, které reagují na vstupní signály bez čekání na aktivaci hodinového signálu. Při převodu rozštěpíme stavy původního
automatu, do nichž směřují hrany s různými hodnotami výstupních signálů, na dílčí stavy tak, aby do každého z nich směřovaly pouze hrany se stejnými hodnotami výstupních signálů (jde o proces obrácený k popsanému slučování stavů). kombinační– u stavového automatu Mealyho typu takové
výstupy reagují okamžitě na změny vstupních signálů, na nichž jsou závislé, a proto se jim také říká asynchronní. Mohou u nich vlivem hazardů v kombinační části B vznikat
parazitní impulsy při změnách vstupních a stavových signálů (samozřejmě jen tehdy, je-li v zapojení kombinační části B skutečně hazard nebo mění-li se současně více než jeden z
těchto signálů, což však bývá spíše pravidlem než výjimkou);
Vlastnosti jednotlivých kódů jsou: Binární kódování – kód je dobře známý, snadno se vytváří, spotřebuje poměrně málostavových bitů (klopných obvodů), dává malý počet nepracovních stavů (při počtu pracovních
stavů rovném celistvé mocnině dvou nepracovní stavy nejsou žádné). Dekódovací obvody jsou obvykle složitější než např. u kódu 1 z n. Používá se nejčastěji při implementaci
automatů v obvodech PLD, které mají poměrně velké možnosti jednoprůchodové realizace kombinačních funkcí a menší podíl klopných obvodů než obvody FPGA.
Grayův kód má vlastnosti podobné jako binární kód. Výhodou je menší počet změn bitůpři přechodech (pokud je automat blízký čítači). To může omezit vznik rušivých signálů
vznikajících při nabíjení a vybíjení parazitních kapacit uzlů v subsystému, nemusí to však vždy být pravda u automatů, kde jsou přechody mezi stavy rozloženy složitěji. Při dekódování
stavů lišících se jen v jednom bitu je možno odstranit hazardy.
Kód 1 z n je náročnější na počet stavových bitů. Je zde velký počet nepracovních stavů, jejichž ošetření může být složitější než u jiných kódů. Dekódování stavů je obvykle
jednodušší, což přináší výhodu při realizaci automatu v obvodech FPGA, které obsahují větší počet klopných obvodů ve srovnání s prostředky pro vytváření kombinačních logických
funkcí než obvody PLD. Proto se při použití obvodů FPGA tento kód často volí jako výchozí. Počet změn stavových bitů je omezený na dvě při libovolně rozložených přechodech (jeden
bit se vždy nuluje a druhý nastavuje).Kód 2 z n má vlastnosti představující jistý kompromis mezi vlastnostmi kódu 1 z n a kódů uvedených dříve: je méně náročný na počet klopných obvodů, ale dekódování je o něco K nejdůležitějším časovým parametrům stavových automatů patří nejvyšší kmitočet
hodinového signálu fCmax a doba ustálení výstupu tCO, tj. doba průchodu signálu od hodinového vstupu na výstup (doba mezi aktivní hranou hodinového signálu a odpovídající změnou
výstupního signálu). Příklad detekce nepracovních stavů při kódování 1 z n:Tato detekce není právě jednoduchá, takže její použití lze doporučit, není-li možno spoléhat na jiné prostředky (například na zásah obsluhy). Přechod automatu do nepracovního stavu se často pokládá za fatální chybu, takže vhodným ošetřením tohoto stavu může být