7-10 数字系统设计实例4-数字乘法器控制器设计

第七章数字系统设计基础

7.4数字系统设计实例

控制器实现主讲人：黄丽亚控制器的实现（1）传统设计方法 该控制器有4个状态T0、T1、T2、T3，所以必须选用2个DFF触发器Q1Q0，设编码分别为00，01，10，11（标注在ASM图上）。有3个输入:V0(Start)、V1、V2,有4个输出：INI、ADD、SHIFT和ASSIGN。INIStartV1SHIFT1000T0T1T211001100ADDV2图7.4.3乘法器的ASM图Q1=1CNT=3ASSIGNT311V0V1V2/INIADDSHIFTASSIGNT0T20φ

φ/1000T11φ

φ/1000φ0

φ/0000φ1φ/0100φφ0/0010φφ1/0010T3φφφ/0001INIStartV1SHIFT1000T0T1T211001100ADDV2图7.4.3乘法器的ASM图Q1=1CNT=3ASSIGNT311现态输入次态输出Q1Q0V0V1V2Q1Q0T0000ØØ00INI001ØØ01T101Ø0Ø1001Ø1Ø10ADD10ØØ001SHIFT10ØØ11111ØØØ00ASSIN现态输入次态输出Q1Q0V0V1V2Q1Q0T0T1T2T3V0V2V3/INIADDSHIFTASSIGNT0T20φ

φ/1000T11φ

φ/1000φ0

φ/0000φ1φ/0100φφ0/0010φφ1/0010T3φφφ/0001现态输入次态输出Q1Q0V0V1V2Q1Q0T0000ØØ00INI001ØØ01T101Ø0Ø1001Ø1Ø10ADDT210ØØ001SHIFT10ØØ111T311ØØØ00ASSIGN乘法器的状态转移、输出表(a)D1(b)D00V2110010Q1Q0010V01010Q1Q01010Q1Q0D1=

Q1Q0+Q1Q0V2

D0=

Q1

Q0V0+Q1Q0现态输入次态输出Q1Q0V0V1V2Q1Q0T0000ØØ00INI001ØØ01T101Ø0Ø1001Ø1Ø10ADDT210ØØ001SHIFT10ØØ111T311ØØØ00ASSIGN乘法器的状态转移、输出表D1=

Q1Q0+Q1Q0V2

D0=

Q1

Q0V0+Q1Q0(2)用MSI电路设计利用数据选择器和译码器的控制逻辑框图数据选择器寄存器译码器XDQT门电路C0V2110010Q1Q00110V0010Q1Q0(3)用每态一个触发器的方法（用SSI)控制器有多少状态就有多少触发器，每一个状态对应一个触发器，触发器出1表示进入该状态，相当于4个状态分别编码为1000，0100，0010,0001。

优点：a、无须分配状态。b、控制器的逻辑图易于读懂，调试维护方便，只要根据哪个触发器输出1，就知道进入哪个状态。c、不用列状态转移表，直接根据ASM图求得触发器的激励函数；

D0=T0V0+T3

D1=T0V0+T2V2；D2=T1V1+T1V1=T1INI=T0ADD=T1V1SHIFT=T2D3=T2V2ASSIGN=T3INIStartV1SHIFT1000T0T1T211ADDV2图7.4.3乘法器的ASM图Q1=1CNT=3ASSIGNT3D0=T0V0