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Sistemas DigitaisProjeto RTL – Unidade de Controle
Prof. Wanderley
Unidade de Controle
É uma máquina de estado finito!
Unidade de Controle Os sinais de controle são usados para:
Controle de mux; Comandos de registradores (armazenamento, set, reset, deslocamentos de dados, etc.); Comandos de leitura e/ou escrita em memória; Comando de escrita em barramento tri-state; Controle de ALU (seleção de operações lógicas/aritméticas).
Unidade de Controle
Os sinais de status são usados pela unidade de controle para determinação do próximo estado.
Os sinais de saída de controle são usados para comunicação com dispositivos externos, indicando que o dado processado é válido.
Os sinais de entrada de controle são sinais vindos de dispositivos externos para inicialização (chip enable), reset, etc.
Construção da Unidade de Controle
Máquina de Moore ou Máquina de Mealy
Estado da máquina muda a cada período de clock
Entrada da máquina são os sinais de entrada de controle e os sinais de status
Saída da máquina são sinais de controle e/ou sinais de saída de controle
Unidade de Controle – Exemplo 1 Contador de Década
Unidade de Execução
Sinais de Controle
Sinal de Status
Unidade de Controle – Exemplo 1 Contador de Década
Busca – modifica – escreve
Unidade de Execução
Unidade de Controle – Exemplo 1 Contador de Década
Busca – modifica – escreve
Unidade de Controle
Unidade de Controle – Exemplo 1
Implementação usando flip-flop D
Tabela de Próximo Estado Unidade de Controle
Unidade de Controle – Exemplo 1Sinais de Excitação
Implementação usando flip-flop D
Unidade de Controle – Exemplo 1
Sinais de Saída
Tabela de Saída (Sinais de Controle)
Unidade de Controle
Unidade de Controle – Exemplo 1Circuito da Unidade de Controle
Sinal de entrada de controle
Unidade de Controle – Exemplo 2Algoritmo
Unidade de Execução
Sinais de Controle
Unidade de Controle – Exemplo 2Unidade de Controle
Sinais de Controle
INCORRETO
O sinal ALoad deve ser setado um período de clock antes da
comparação!
Algoritmo
Unidade de Controle – Exemplo 2Unidade de ControleSinais de Controle
Tabela de Próximo Estado
Unidade de Controle – Exemplo 2Implementação com Flip-Flop D
Sinais de Excitação
Tabela de Próximo Estado
Unidade de Controle – Exemplo 2
Sinais de Controle
Sinais de Controle
Tabela de Saída (Sinais de Controle)
Unidade de Controle – Exemplo 2
Unidade de Controle – Exemplo 3Controlador para Teclado PS/2
Transmissão serial do código 4E (0100 1110)
Unidade de Controle – Exemplo 3Controlador para Teclado PS/2
Transmissão serial do código 4E (0100 1110)
Máquina de Estados (Contador síncrono de 0 a 10)
Unidade de Controle – Exemplo 3Controlador para Teclado PS/2
Tabela de Estados
Máquina de Estados
Sinais de Excitação
Unidade de Controle – Exemplo 3Controlador para Teclado PS/2
Tabela de SaídaSinais de Saída
Unidade de Controle – Exemplo 3Controlador para Teclado PS/2
Unidade de Controle – Exemplo 3Controlador para Teclado PS/2
Unidade de Controle – Exemplo 3Descrição VHDL do Controlador para Teclado PS/2
Unidade de Controle – Exemplo 3Descrição VHDL do Controlador para Teclado PS/2
Unidade de Controle – Exemplo 3Descrição VHDL do Controlador para Teclado PS/2
REFERÊNCIAEnoch O. Hwang. Digital Logic and Microprocessor Design With VHDL, 1st ed. CL-Engineering, Cap. 9 e 10, 2005.