Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1Ben Bruidegom
1
Reconstruction: NLT-module Digitale techniek
Context: Disco
2Ben Bruidegom
2
Context
• If humidity is > 80% or the temperature > 26 °C a fan is blowing;
• If there are ≥ 31 persons inside the disco a red light switches on;
• If the noise level > ..dB the volume knob of the sound amplifier turn to the left.
• A disco light must be designed and build;
3Ben Bruidegom
3
A pseudo random generator to steer the disco lights
(linear feed back shift register)
4Ben Bruidegom
4
Required sensors:
• Humidity sensor, • Temperature sensor, • Photogate• Sound sensor• Position of a volume regulator
5Ben Bruidegom
5
Required actuators:
• Disco light • Fan• Volume regulator to prevent ear-damage
6Ben Bruidegom
6
Ontwerpen van een eindige toestandsautomaat
� Flankgetriggerde D-flipflop
� Toestandsdiagram
� Toestandstabel/waarheidstabel
� Som van mintermen
� Vereenvoudigen van deze som
� Implementatie
� Demonstratie
7Ben Bruidegom
7
Wat is een eindige toestandsautomaat?
� Een eindige toestandsautomaat of Finite-state machine is een model voor het gedrag voor een
systeem, bestaande uit een eindig aantal toestanden, overgangen tussen die toestanden en acties.
8Ben Bruidegom
8
State diagram
State (cirkel)
Transition (pijl)D = 0 (close door)D = 1 (open door)Q = 0 (door is closed)Q = 1 (door is open)
Transition
condition
Q = {0,1} verzameling toestanden
D = {0,1} invoeralfabet
0 є Q is de initiële toestand
δ = is de overgangsfunctie
9Ben Bruidegom
9
Finite state machines
Moore Machine
10Ben Bruidegom
10
Current state: D-flipflop
edge
11Ben Bruidegom
11
Level triggerered & Edge triggered
0
1 � 0 -overgang
neergaande klokflank ↓
0 � 1 -overgang
opgaande klokflank ↑
1
12Ben Bruidegom
12
Truth table D-flipflop
Load 1 Set11↑1
Load 1 Set10↑1
Load 0 Reset01↑0
Load 0 Reset00↑0
FunctieQnextQcurrentklokD
13Ben Bruidegom
13
State diagram & Truth table
D-flipflop
Tabel1
Load 1 Set11↑1
Load 1 Set10↑1
Load 0 Reset01↑0
Load 0 Reset00↑0
FunctieQn+1QnklokDn
14Ben Bruidegom
14
State diagram D-flipflop
Load 1 Set11↑1
Load 1 Set10↑1
Load 0
Reset
01↑0
Load 0
Reset
00↑0
FunctieQn+1QnklokDn
15Ben Bruidegom
15
Voorbeeld: Verkeerslicht
Noord-Zuid
Oost-West
Stoplichten zijn gekoppeld
Twee toestanden:
1. OW rood & NZ groen
2. OW groen & NZ rood
16Ben Bruidegom
16
Verkeerslicht
Next State function voor een stoplicht
2 auto’s, licht wordt rood0111
2 auto’s, licht wordt groen1011
NZauto, licht wordt rood0101
NZauto, licht blijft rood0001
OWauto, licht blijft groen1110
OWauto, licht wordt groen1010
Geen auto, licht blijft groen1100
Geen auto, licht blijft rood0000
Toestand licht oost-west route 1 = groenQnextQcurrentOWautoNZauto
17Ben Bruidegom
17
State Diagram
18Ben Bruidegom
18
Van State diagram � tabel
Next State function voor een stoplicht
2 auto’s, licht wordt rood111
2 auto’s, licht wordt groen011
NZauto, licht wordt rood101
NZauto, licht blijft rood001
OWauto, licht blijft groen110
OWauto, licht wordt groen010
Geen auto, licht blijft groen1100
Geen auto, licht blijft rood0000
Toestand licht oost-west route 1 = groenQnextQcurrentOWautoNZauto
19Ben Bruidegom
19
Tabel� som van mintermen
Next State function voor een stoplicht
2 auto’s, licht wordt rood0111
2 auto’s, licht wordt groen1011
NZauto, licht wordt rood0101
NZauto, licht blijft rood0001
OWauto, licht blijft groen1110
OWauto, licht wordt groen1010
Geen auto, licht blijft groen1100
Geen auto, licht blijft rood0000
Toestand licht oost-west route 1 = groenQnextQcurrentOWautoNZauto
.QOW . NZQnext +++=
20Ben Bruidegom
20
Som van mintermen
.QOW. . NZ.OW.Q NZQ OW. . NZQ .OW . NZQ
)QOW,f(NZ,Q
next
currentnext
+++=
=
21Ben Bruidegom
21
Vereenvoudigen van deze som
.Q. NZ1.Q.NZOW)OW.Q.( NZ .OW.Q NZ.Q OW . NZ ==+=+
.QOW. . NZQ .OW . NZQ.OW. NZQ . OW . NZQnext +++=
Distributieve wet A OR NOT(A) = 1
Q AND 1 = Q
22Ben Bruidegom
22
Vereenvoudigen van deze som
.Q . OW.Q NZQnext +=
.QNZ.OW..OW.QNZQ.OW.NZ.QOW.NZQnext +++=
23Ben Bruidegom
23
Van expressie naar schakeling
).Q .OW (.Q) NZ(Qnext +=
Inverter
2-input AND-gate2-input OR-gate
24Ben Bruidegom
24
.Q . OW.Q NZQnext +=
Implementatie “Next State”met poorten
25Ben Bruidegom
25
Eindige toestandsautomaat
26Ben Bruidegom
26
Eindige toestandsautomaat
Sensoren en actuatoren via CoachLbII+
27Ben Bruidegom
27
Tweede voorbeeld:
Steering a servo-system
28Ben Bruidegom
28
Synchrone seriële datatransmissie
29Ben Bruidegom
29
Gewenste ontwikkeling:
Nieuw systeembord
Sensors Processing Actuators
30Ben Bruidegom
30
USB
System Board II
Sensors (New)Actuators
A new System Board
Design & test on the PC-screen
Design & test on
the PC-screen
31Ben Bruidegom
31
USB
System Board II
A new System Board
Compile & Load to a FPGASensors (New) Actuators
Processing
in a FPGA
32Ben Bruidegom
32
SIM-PL is gemaakt door Wouter Koolen-Wijkstra
Wouter heeft vorige week zijn Master of Logic behaald en promoveert
In februari 2011 bij het Centrum voor Wiskunde en Informatica.
33Ben Bruidegom
33
Website:www.science.uva.nl/amstel/SIM-PL/
� Software
� Componenten
� Tutorial
� Onderwijsmateriaal
Mail to: [email protected]
34Ben Bruidegom
34
Vragen?