Laboratorio No3 Diseño Digital UNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA










DISEÑO DIGITAL


LABORATORIO No3

ESTILO ALGORÍTMICO PARA EL DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS COMBINACIONALES Y SECUENCIALES













Ing. Alfredo Granados Ly.




ESTILO ALGORITMICO

El estilo algorítmico describe el diseño del circuito o sistema digital de acuerdo asu comportamiento. Se basa en una sentencia concurrente llamada Process. La sentencia process permite describir secuencialmente el modo en que se calculan un conjunto de señales.

Tiene las siguientes características:
El código de un proceso se ejecuta en tiempo de simulación 0.
Es el método de descripción de conductas más versátil.
Es el método de descripción más cercano al modelo de simulación ymás lejano del modelo de hardware.
Conceptualmente es muy importante ya que el proceso de análisis convierte el resto de sentencias concurrentes a un conjunto de procesos equivalentes.
El número de procesos es fijo, sólo cambia su estado: activo o suspendido.
Inicialmente todos los procesos están activos, conforme su código se ejecuta se suspende, conforme la simulación avanza alterna su estadoentre activo o suspendido.

Sintácticamente existen dos tipos:
Procesos con lista de sensibilidad (cuyo cuerpo no puede contener sentencias wait)
Cada vez que hay un evento en cualquiera de las señales de la lista, el proceso se activa.
Se ejecuta (en tiempo de simulación 0) todo el código contenido en el cuerpo del proceso.
El proceso se suspende.

Sintaxis:
[etiqueta:]
process (lista desensibilidad)
[declaraciones]
begin
[sentencias secuenciales;]
end process [etiqueta];

Procesos sin lista de sensibilidad (cuyo cuerpo puede contener sentencias wait).
Se ejecuta (en tiempo de simulación 0) hasta que se encuentre una sentencia wait
El proceso se suspende.
El proceso se vuelve a activar cuando la condición de espera se satisfaga.
Cuando la ejecución alcanza el final delcuerpo del proceso, se continúa ejecutando el código por el principio.
Un proceso sin lista de sensibilidad que no contenga sentencias wait, bloquea el simulador.

Sintaxis:
[etiqueta:] process
[declaraciones]
begin
[sentencias secuenciales;]
wait on lista de sensibilidad;
end process [etiqueta];


Los procesos con lista de sensibilidad se usan comúnmente para modelar HW a nivel de RT ylógico:
Con listas de sensibilidad completas para modelar hardware combinacional.
Con listas de sensibilidad parciales para modelar hardware secuencial.

Los procesos sin listas de sensibilidad se usan comúnmente para crear procesos de estímulo y de análisis de respuesta de otras sentencias que si modelan HW.
Si se restringe el tipo de sentencias wait usadas, pueden utilizarse para modelar hardwarea nivel algorítmico.

Para todo proceso con lista de sensibilidad existe un proceso sin ella equivalente

Lo contrario no siempre es cierto.

IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS SECUENCIALES

Los elementos de memoria se implementan con la sentencia if, aprovechando el efecto memoria que tiene debido al no uso de la condición else. Analicemos el siguiente código VHDL:

Process(A,B)
begin
If A=’1’then
Q <= B;
else
Q <= ‘0’;
end if;
end process;

Es la implementación de una compuerta AND, se aprecia que si no se cumple la condición de todas maneras debe haber una asignación a la señal de salida.
Ahora, volvamos a analizar el siguiente código VHDL:


Process(A,B)
begin
if A=’1’ then
Q <= B;
End if;
End process;

Es la implementación correspondiente a un latch donde Arealiza la función del habilitador y cuando se encuentre en nivel alto cualquier cambio de B hará que se refleje directamente a la salida. Ahora, que pasa si A=’0’ y B cambia de valor, el Process se dispara pero como la condición no se cumple no afecta a Q, memorizando de esta manera el valor que tenía Q.

Es importante notar que las dos entradas del circuito están presentes en la lista sensible,...