Introducción A Secuenciadores

Reporte de práctica 1. Secuenciadores y microprocesadores
Pérez Ledezma Ludwing Eduardo

Resumen
Como parte introductoria a este curso, en esta práctica se debe diseñar un circuito secuencial el cual debe ser capaz de contar el numero de valores ‘alto’ que el usuario a introducido en la tarjeta de experimentación Spartan, y contarlos para mostrar el valor resultante en el display de 7segmentos. La tarjeta cuenta con 8 “switches”, los cuales representarían un “vector” o palabra de 8 bits. Esta implementación, lee el vector de entrada y el usuario presiona el botón de “Start” para observar el resultado en el display.

El pseudocódigo anterior, puede describirse mediante el siguiente diagrama que presenta a la maquina de estados algorítmica.

I. Introducción
Los circuitossecuenciales se determinan mediante las entradas, las salidas y los estados de sus flip-flops. Tanto las salidas como el estado siguiente (ES) son función de las entradas y del estado actual. Al analizar las funciones que se requieran diseñar, es posible escribir expresiones booleanas que describen el comportamiento de los estados de las funciones en los circuitos secuenciales. Sin embargo, esasexpresiones deben incluir una secuencia de tiempo necesaria ya sea en forma directa o indirecta. Los flip-flops puede ser de cualquier tipo y el diagrama lógico puede o no incluir compuertas combinacionales. Mediante un algoritmo que haga la función que queremos describir, para el caso de esta práctica, el circuito debe considerarse como un “contador de unos” el cual toma a un vector de entrada como unacombinación binaria de 8 bits dada por el usuario, a la cual deben contarse el numero de valores que se encuentren en un ‘alto’ y mostrar el resultado de esta suma de forma legible.

Figura 1. Diagrama ASM de la función descrita, donde se muestran los estados y la señales principales.

II. Metodología
En primera instancia, se busca traducir el pseudocódigo que realiza la función que se desea, aun diagrama ASM que pueda reescribirse en Xilinx mediante VHDL. Código 1.
Int Con_Unos (Vector bool [] ) { int cnt, i; cnt  ‘0’; for (i =Vector.length[] -1, i≥0, i--){ cnt  cnt + Vector [i]; } return cnt; }

El diagrama mostrado en la Figura 1, muestra los nombres que se le asignan a los estados (ovalos) a donde la función cae. La función debe iniciar con la asignación de CNT la cual es lavariable que almacena el valor de la suma resultante, así mismo el estado “Inicia i” le asigna el valor de la longitud de “Vector”. La condición que evalúa a “i” debe ser mayor a o distinto de ‘0’ y continuar al estado “Suma”, en caso contrario la condición de “i” lleva a “Fin”. El estado “Suma” toma al i-ésimo valor de “Vector” y lo suma a CNT, y lo siguiente es el decremento de “i” y regresar a“Inicia i”.

II. 1) Unidad de datos.
El procedimiento mostrado en el Código 1, se integra en una entidad que se le nombra Unidad de Datos. Se procede establecer un diagrama a bloques, el cual debe ser diseñado para posteriormente traducirlo a en Xilinx. Las operaciones proceden de esta unidad, y la forma de controlar estas, surge mediante las señales Enabled (EN), Reset (RST) y de reloj (CLK) delos flips-flops que guardan la información contenida para “i”, “CNT” y “Vector”.

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Pérez Ledezma Ludwing Eduardo

De esta forma la entidad de la unidad de datos se observan esta señales de forma general:

Tarea Actual RST_CNT M EN_I EN_CNT EN_VEC
Inicia CNT Inicia i Suma Decrementa i 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0

Tabla 2.Tabla de verdad que muestra las señales de control de los flip-flop de la unidad de datos.

Figura 2. Entidad de la unidad de datos.

Se observa en la Figura 2, las señales EN_I, RESET_CNT, EN_CNT y CLK controlan los estados de los flips-flops contenidos en esta unidad. La siguiente tabla de verdad describe el cambio de los 4 estados descritos: Tarea Actual C1 Tarea Siguiente
Inicia CNT...