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Registres et compteurs,

Unité: Base de systèmes logiques (SysLog1)

Conception de systèmes numériques (CSN)

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Les systèmes séquentiels :

les registres et compteurs

Etienne Messerli

& collègues de l'institut REDS

Octobre 2020

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 1

Registres et compteurs,

Qu'appelle-t-on fonctions standards

Modules logiques renfermant une fonctionnalité simple Ces fonctionnalités correspondent à des éléments logiques fréquemment utilisés

Ces modules se retrouvent fréquemment sous une

forme simple ou combinée dans les circuitsE. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 2

Registres et compteurs,

Fonctions standards séquentielles

Registres

Compteurs

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 3

Registres et compteurs,

Dia laissé vide volontairement

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 4

Registres et compteurs,

Système séquentiel: types d'entrées

Un système séquentiel comprend 3 types d'entrées : •action immédiate sur le registre (reset, set) action immédiate sur les sorties •signaux directement connectés sur le registre •entrée nommée clock (horloge) •définit l'instant où l'état interne change actions synchrones •entrée connectée sur l'entrée d'horloge (sensible au flanc) du registre •action réalisée au flanc d'horloge sur les sorties •ces signaux sont connectés sur le décodeur d'actions futurs

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 5

Registres et compteurs,

état_present

REG

D Q

Entrées

état_futur

clock

Sorties

Décodeur

d'états futur

Décodeur

de sorties

Reset/ Set

Système séquentiel: schéma bloc

Un système séquentiel comprend 3 types d'entrées :

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 6

Actions

synchrones

Actions

asynchrones

Action

dynamique

Registres et compteurs,

Registres synchrones

Fonctions :

Utilisé comme :

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 7

Registres et compteurs,

Registre simple

Le registre simple est un ensemble de bascules en parallèle

Voici le symbole CEI:

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 8

REG4 R C1 1D Q Q3..0

D3..0clockreset

Il est le composant de base des systèmes séquentiels (état interne) La conception des systèmes séquentiels consistera principalement à établir l'évolution de la valeur à fournir sur l'entrée D du registre.

Registres et compteurs,

Registre simple: chronogramme

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 9

source: présentation reg/cpt Yann Thoma

Registres et compteurs,

Registre à décalage : principe

Le registre à décalage décale son contenu à chaque cycle d'horloge DQ DQ DQ clock

QA QB QCser_In

DQ QD ser_out

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 10

Registres et compteurs,

Chronogramme registre à décalage

clock QA QB QC QD ser_in

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 11

Registres et compteurs,

Exercices série I

1.Concevoir un registre à décalage de 4 bits ayant les

fonctionnalités suivantes : décalé à droite a)concevoir une cellule (1 bit), puis b)réaliserez un registre 4 bits en cascadant 4 cellules

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 12

Registres et compteurs,

... suite exercice I

1.Donner le schéma d'une cellule, puis chainer 4 cellules.

1D C1 R clock

Qser_in

ser_out en_shift reset

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 13

Registres et compteurs,

Exercices série I

REG4R C1

1 D Q

reg_futurclock reset Q3..0 en_shift ser_outser_in

Décodeur d'états futur

reg_present

2.Réaliser le registre à décalage de 4 bits selon la décomposition

d'un décodeur d'état futur et d'un registre // de 4 bits

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 14

srg4_spl.vhd

Registres et compteurs,

Registres synchrones : caractéristiques

Nombre de bits

Modes de fonctionnement

entrée sortie Fonctionnement parallèle parallèle mémorisation parallèle série convers. parallèle-série série parallèle convers. série-parallèle série série peu d'utilité, sauf FIFO + modes de fonctionnement combinés

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 15

Registres et compteurs,

Registres synchrones : symboles

SRGm registre à décalage m bits (shift register) entrées de mode de fonctionnement: entrée d'autorisation enable: EN entrée de remise à zéro asynchrone reset: R entrée d'horloge (action dynamique): E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 16

Registres et compteurs,

Registre SRG4 : symboles ...

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 17

SRG4 RLoad

Shift EN

[Shift] D [Load] sr_sernReset nLoad en clock val(3..0) 4 4 reg(3..0)

Registres et compteurs,

... registre SRG4 : symbole

SRG4registre à décalage de 4 bits

Rremise à 0 asynchrone,

Loadchargement synchrone (indépendant enable)

Shiftmode de décalage, mutuellement exclusif avec le chargement, actif seulement si enable

ENautorise la fonction décalage à droite

[Shift] entrée série, valeur inséré dans MSB lors décalage D [Load] entrée de chargement parallèle

Clockentrée d'horloge, action dynamique

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 18

Registres et compteurs,

Registre synchrone: schéma bloc :

E. Messerli (HES-SO / HEIG-VD / REDS), 2020p 19

REG R C1

1 D Q

reg_futurclockresetquotesdbs_dbs16.pdfusesText_22

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