課題 2ビットバイナリカウンタの設計・製作 仕様 クロックでカウント クロック入力は1Hz 7セグメントLEDはカウントダウンを繰り返し（3,2,1,0,3,2,1,0...） カウンタはカウントアップ（00→01→10→11→00...） 悪い例 「カウントダウン」の仕様をすっかり見落と…

課題 2ビットジョンソンカウンタの設計・製作 仕様 スイッチを押すとカウントされる クロック入力は16MHz 出力は7セグメントLED 状態遷移図 やっとお絵描きできた！ でも、ちょっと大き過ぎた…。 真理値表 カウンター回路 Q1 Q0 SW Q1' Q2' 0 0 0 0 0 0 0 1 …

本日の講義も昨日の課題の続き。 3bitバイナリカウンタは一応出来てたので、 7セグLED表示も、積和構造で出来るかやってみました。「when句使っちゃったらビヘイビアじゃん」 と思って訊いてみたら、 「when句は真理値表みたいなもので論理圧縮できるので、…

本日は、課題で3bitバイナリカウンタをVHDLで作りました。 なので、作った回路を晒そうかと思います。 出力は、7セグメントLEDです。 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGHNED.ALL; entity …

VHDLの文法 ライブラリ宣言 使用するライブラリを記述。 他の言語で言う、import文、include文か。 library ライブラリ名; use ライブラリ名.パッケージ名.アイテム; library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; use IEEE.std_logic_arith.all; エンティテ…

今日、回路図入力で作ったのは以下の回路。フリップフロップを利用したスイッチ回路 ＋ カウンタ回路 ＋ 7セグメントLED表示7セグメントLEDについては、Wikipediaに結構詳しく説明が載ってたので、リンクを。 7セグメントディスプレイ - Wikipedia タイトル…

昨日から、CPLDを利用した回路構築の練習をしてますが、 タイトルにある「VHDL」はまだ使ってません。今やっているのは、 GUIのツールで回路図（Schematic）を書いて、 ピンの設定をして、 CPLDにダウンロード、実行！ といった感じ。なので、今日はまとめる…

デジタル回路設計の変遷 汎用ロジック設計 ↓ マイコン・LSI ↓ ASIC・PLDの普及 ↓ HDLによる大規模設計 →大規模集積回路へのシステム搭載（SoC）設計が加速ハードウェア設計とソフトウェア設計の境界が薄れてきている。 →Co-Design （HW/SW協調設計） 大規模…

非同期回路の問題点 高速化が困難 設計自動化の導入が困難 高信頼性を失う現象 レーシング：信号が入力される順序によって最終的な状態が決定すること ハザード：2つ以上の信号が同時に変化すると，どちらか動作の速いほうの素子の出力が先に出てきて出力が…

順序回路 順序回路の表現方法 状態遷移図（ステートダイアグラム） タイミングチャート モデル ミーリ・マシン：出力が現在状態と入力によって決定される ムーア・マシン：出力が（入力によらず）現在の状態によってのみ決定される 設計方法 状態遷移図 真理…

順序回路 過去の回路状態と現在の入力で出力が決まる回路。 組み合わせ回路 + 記憶回路（フリップフロップ） = 順序回路 フリップフロップ 出力を入力側にフィードバックすることによって情報を保持する。 RS型 S（セット）スイッチを押すと出力が1となり、…

クワイン・マクラスキー法 カルノー図と同様に、論理回路を簡略化する方法の１つ。 変数が多い場合やコンピュータで自動化する場合は、こちらの方が有利。手順が複雑なので、図使わずまとめるのが難しい…。 代わりにまたWikipediaの解説を。 クワイン・マク…

カルノー図 論理回路を簡略化する方法の１つ。 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 ↓カルノー図に変換 B＼A 0 1 0 1 1 1 1 ↓ Y = A * B注意点： 論理式が真となる隣り合う部分を2のべき乗個分（1,2,4,8...）をできるだけ大きく囲む。 入力が3つ以上の場合、表の…

組み合わせ回路設計技法 組み合わせ回路 出力がそのときの入力のみで決まる回路。 論理圧縮 論理を簡略化し、回路から冗長な部分を取り除くこと。 →回路のコスト削減や小型化を可能にする。・論理圧縮で必要な技法 ブール代数の諸定理 カルノー図 クワイン・…

スレッシュホールドレベル（しきい値） 「H」と「L」を区別する境界値のこと。 TTLの場合 LO HI 入力 0Vから0.8V 2.0Vから5V 出力 0Vから0.5V 2.7Vから5V CMOSの場合 LO HI 入力 0Vから1.5V 3.5Vから5V 出力 0Vから0.05V 4.95Vから5V TTLとCMOSが混在した場…

正論理と負論理 電圧が高い状態：H 電圧が低い状態：L 電圧 正論理 負論理 H 1 0 L 0 1 以下に示す論理値表は、全て正論理でのお話です。 出てくる記号はこんな感じの意味です。 入力： AとB 出力：Y NOT A Y 0 1 1 0 AND A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 OR …

ICについて トランジスタやダイオードなどの半導体を1つにまとめた電子部品。両側面からピンが出て下方へ伸びた外形をしているパッケージを「DIP型」という。 （ブレッドボードや基盤に挿して利用する） アナログ回路とデジタル回路 アナログ信号 時間の経過…