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.