Проектування цифрових пристроїв на основі САПР QUARTUS II: Практикум, страница 52

2. Визначаємо виходи регістра, на яких формується потрібна кодова послідовність. Виходимо з того, що для побудови односпрямованого ГКП на кільцевому регістрі з прямим зсувом необхідно, як і раніше, зворотний зв’язок здійснювати через вхід молодшого розряду SRSI, а виходами пристрою є виходи трьох молодших розрядів Q[2..0] = (QC, QB, QA). Для зворотного зсуву доступ є тільки до входу старшого розряду SLSI з виходом QD, отже, у трирозрядному регістрі необхідно використовувати виходи Q[2..0] = (QD, QC, QB).

Рисунок 8.5 – До особливостей побудови реверсивних ГКП  і розподільників

3. Формуємо вихідну шину ГКП Q[2..0], з якої знімається змінювана за напрямком кодова послідовність. Аби спрямувати пряму та зворотну послідовності до цієї шини, потрібно перемикати виходи регістра, що можна здійснити логічними елементами, але найдоцільніше скористатися мультиплексорами (в одному корпусі стандартних ІС міститься по чотири мультиплексори 2:1 зі спільним адресним входом SEL). У прикладі за адресний вхід може правити розряд S1, який перемикає до виходів Yi під час прямого зсуву рівнем S1 = 1 входи Аі, а під час зворотного зсуву рівнем S1 = 0 – входи Ві. Після зазначених з’єднань входів мультиплексора схему (див. рис. 8.5,а) можна уявляти еквівалентним трирозрядним регістром відносно виходів Q[2..0] та входів послідовного введення. Внаслідок цього для утворення реверсивного кільцевого регістра достатньо з’єднати SRSI = Q2  та SLSI = Q0.

4. Проектуємо односпрямований самовідновний ГКП за п. 2 і отримуємо схему з коригувальним ЦКП у колі зворотного зв’язку (див. рис. 8.2,в), який переносимо на нашу схему (елемент НЕ та два нижні елементи І-НЕ). Цілком зрозуміло, що проектувати такий самий ГКП зворотного напрямку немає сенсу, адже якщо перейменувати розряди, регістр зворотного зсуву перетворюється на регістр прямого зсуву. У нашому випадку достатньо поміняти місцями розряди Q2 і Q0 для коригувального ЦКП у регістрі зворотного зсуву (елемент НЕ і два верхні елементи І-НЕ). Природно, у регістрах більшої розрядності слід змінювати на протилежну всю нумерацію від старшого розряду до молодшого.

Рисунок 8.6

5. Через це робочі цикли перемикального графу (на рис. 8.5,а) при прямому (суцільні лінії) та зворотному (пунктирні лінії) зсуві перетворюються один в одного, якщо коди станів в одному графі читати в прямому напрямку, а в іншому – у зворотному. Наприклад код 110 = 0012 при читанні у зворотному напрямку перетворюється на 410 = 1002. Взаємо-зворотними є і коди 3 та 6, тому перехід від хибних станів 2, 5 (через симетричність читаються однаково в обох напрямках) відбувається в одному графі до стану 3, а в іншому – до стану 6 (зображено суцільною та пунктирною лініями).

6. Перемикання напрямку кодової послідовності сигналом  S[1..0] наведено на часових діаграмах рис. 8.5,б. Для випробування ГКП на самовідновність сигналом  S[1..0] = 3 у паралельному коді до регістра записується відповідно до найгіршого хибного стану число 210 = 0102, яке при прямому зсуві слід подати до розрядів C, B, A, а при зворотному зсуві – до розрядів D, C, B. Відносно групи паралельного введення в останньому випадку воно становитиме d[3..0] = (D, C, B, А) = 01002 = 410 (цей код відображено на епюрі).

7. Перетворення реверсивних ГКП у розподільники можна виконати так само, як і односпрямованих ГКП (див. п. 4). Якщо згорнути схему реверсивного ГКП (див. рис. 8.5,а) до символу (gkp0 на рис. 8.6,а), то утворюється типова структура такого перетворення. При керувальному сигналі R/IN = 1 пристрій функціонує як реверсивний РР, а при R/IN = 0 – як реверсивний РІ. Часові діаграми (рис. 8.6,б) наведено для режиму РІ.

8. Проектування простих реверсивних розподільників на основі ГКП з періодом послідовності символів, серед яких є лише одна одиниця, здійснюється за п. 3 з урахуванням особливостей, зазначених у п. 5.1 ... 5.6. Приклад односпрямованого розподільника, розглянутий у п. 3, для реверсивного РІР подається на рис. 7 (самостійно доповніть його робочий цикл для утворення повного перемикального графу). Фрагменти випробування щодо самовідновності такого РІР наведено на рис. 8.7.