【正文】 A,C}{B,D}{E,F} 2021 華東師范大學(xué)計算機系 49 設(shè)計問題 2）設(shè)計異步時序電路 ⅱ. 合并圖： A B C D E F 最大相容類： {A,C} {B,D} {E,F} S0 S1 S2 ⅲ. 簡化流程表 表 822 ⅳ. 簡化狀態(tài)圖 圖 839 相容對： {A,B}{A,C}{B,D}{E,F} 2021 華東師范大學(xué)計算機系 50 設(shè)計問題 2）設(shè)計異步時序電路 ④ 狀態(tài)分配 —— 無臨界競爭的狀態(tài)分配 ⅰ. 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 插入必要的新狀態(tài) S3 圖 840 分配狀態(tài)變量 ⅱ. 建立擴展流程表 表 823 ⅲ. 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 表 824 2021 華東師范大學(xué)計算機系 51 設(shè)計問題 2）設(shè)計異步時序電路 ⑤ 卡諾圖化簡 電路次態(tài)方程 輸出函數(shù) d 10 1 1 1 11 d 1 1 01 1 00 10 11 01 00 F2F1 X2X1 d 1 1 1 10 1 1 1 11 d 1 1 01 00 10 11 01 00 F2F1 X2X1 F2+=F2X1+F2F1X2’+F1X2’X1+F1’X2X1 F1+=F1X1+F2X2+X2X1’ 2021 華東師范大學(xué)計算機系 52 設(shè)計問題 2）設(shè)計異步時序電路 ⑥ 邏輯圖 圖 841 d d 10 d 1 d 11 d 1 d 01 d d 00 10 11 01 00 F2F1 X2X1 Z=F2 ⑦ 分析電路工作時序 圖 84圖 843 2021 華東師范大學(xué)計算機系 53 167。 8 異步時序電路 167。 基本模式和脈沖模式的異步時序機 167。 異步時序機分析 167。 異步時序機設(shè)計方法 167。 數(shù)據(jù)同步 2021 華東師范大學(xué)計算機系 54 167。 數(shù)據(jù)同步 ? 實現(xiàn)模塊間的通信同步 一、數(shù)據(jù)同步器 方法：采用圖 844電路 功能：用模塊時鐘同步異步輸入的數(shù)據(jù) 工作時序 圖 845 數(shù)據(jù)異步輸入 —— 可能在任何時候發(fā)生變化， 與模塊時鐘無關(guān)。 Basy 經(jīng)模塊時鐘同步后，產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)，供本模塊 使用。 Bsyn 2021 華東師范大學(xué)計算機系 55 167。 數(shù)據(jù)同步 ? 需解決的問題： 當(dāng)建立和保持時間要求不滿足時，簡單的同步電路就會出現(xiàn)亞穩(wěn)定性問題。 圖 847 ? 解決方法： 采用二級觸發(fā)器同步 圖 846 QA輸出在下一個 CLK到來之前已從亞穩(wěn) 定狀態(tài)中恢復(fù)，保證打入 B觸發(fā)器的數(shù)據(jù) 是穩(wěn)定的； CLK頻率受 QA達到穩(wěn)定狀態(tài)時間的限制， 時間越長，頻率越低。 2021 華東師范大學(xué)計算機系 56 167。 數(shù)據(jù)同步 ? 兩種同步器比較 后者數(shù)據(jù)延遲一拍，但避免了亞穩(wěn)定狀態(tài)， 數(shù)據(jù)穩(wěn)定。 ? 中規(guī)模數(shù)據(jù)同步器 ——74AS4374 圖 848 采用先進的肖特基技術(shù)，使電路具有更高 的速度。 2021 華東師范大學(xué)計算機系 57 167。 數(shù)據(jù)同步 二 、 接口 兩模塊同步可通過“握手”通信協(xié)議完成 例）第 7章繪圖儀接口 確認發(fā)送和接收單元都準(zhǔn)備好 A模塊“請求”數(shù)據(jù)傳輸 B模塊“響應(yīng)”請求 2021 華東師范大學(xué)計算機系 58 二 、 接口 ? 典型例子 ——計算機系統(tǒng) 圖 849 組成： CPU 存儲器控制器 I/O控制器 硬盤控制器 控制器 運算器 連接輸入、輸出設(shè)備 各模塊連接 ——系統(tǒng)總線 數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制總線 各模塊通信采用異步控制方式 2021 華東師范大學(xué)計算機系 59 二 、 接口 ? IPAC——接口協(xié)議異步單元 每一模塊內(nèi)設(shè) IPAC塊，保證各模塊同步通信。 利用數(shù)據(jù)信號的上升沿或下降沿存儲數(shù)據(jù) ——相當(dāng)于自帶時鐘 可利用 PLD實現(xiàn) IPAC功能 例） PAL22IP6 IPAC邏輯單元 （圖 850） 2021 華東師范大學(xué)計算機系 60 167。 8 異步時序電路 167。 基本模式和脈沖模式的異步時序機 167。 異步時序機分析 167。 異步時序機設(shè)計方法 167。 數(shù)據(jù)同步 167。 異步時序電路的混合工作模式 2021 華東師范大學(xué)計算機系 61 167。 異步時序電路的混合工作模式 （ 1） MOM方法 —— 電路既有同步輸入也有異 步輸入 若在給定的狀態(tài)轉(zhuǎn)換中存在必要險態(tài)， 則使用同步輸入； 若不存在必要險態(tài)，則使用異步輸入 （ 2）支持 MOM的觸發(fā)器 許多觸發(fā)器同一芯片上都有同步和異步 兩種輸入。 圖 851 2021 華東師范大學(xué)計算機系 62 167。 異步時序電路的混合工作模式 （ 3） MOM時序電路模型 圖 852 有兩套激勵函數(shù) 異步狀態(tài)轉(zhuǎn)換 同步狀態(tài)轉(zhuǎn)換 2021 華東師范大學(xué)計算機系 63 本章重點 ? 異步時序機分析 基本模式 脈沖模式 ? 異步時序機設(shè)計 流程表化簡 狀態(tài)分配 ——消除競爭和險態(tài) ? 異步通信 ? 異步時序機的混合工作模式 2021 華東師范大學(xué)計算機系 64 作業(yè)： P 363 5 圖（ a） 10 18 （ 1） 2021 華東師范大學(xué)計算機系 65 補充題： 1. 分析下列時序電路 Q’ Q D 2 Q’ Q D 1 Z