บน 07/01/2025 5,386

พื้นฐานของไดอะแกรม ASM อธิบาย

แผนภาพ ASM เป็นผังงานที่แสดงให้เห็นว่าระบบดิจิตอลทำงานอย่างไรโดยมุ่งเน้นไปที่การไหลของข้อมูลภายในการลงทะเบียนมันเน้นการดำเนินการเช่นการรีเซ็ตการนับและการเปลี่ยนแปลงในขณะที่แสดงว่าระบบเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปซึ่งแตกต่างจากผังงานมาตรฐาน ASM ไดอะแกรมรวมถึงเวลาของเหตุการณ์ทำให้พวกเขายอดเยี่ยมสำหรับการทำความเข้าใจลำดับที่แม่นยำในระบบดิจิตอล

แคตตาล็อก

ภาพรวมของไดอะแกรม ASM ในระบบดิจิตอล

แผนภาพ ASM เป็นแผนภูมิการไหลที่ใช้อธิบายขั้นตอนในการทำงานของระบบดิจิตอลมันดูค่อนข้างคล้ายกับผังคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม แต่มุ่งเน้นไปที่การแสดงให้เห็นว่าข้อมูลเคลื่อนไหวอย่างไรและประมวลผลภายในทะเบียนนอกจากนี้ยังมีฟังก์ชั่นเช่นการรีเซ็ตการตั้งค่าการนับและการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับโปรแกรมเมอร์สร้างผังงานเพื่อร่างอัลกอริทึมของพวกเขาก่อนที่จะเข้ารหัสนักออกแบบสร้างไดอะแกรม ASM ที่ระดับการถ่ายโอนการลงทะเบียน (RTL) เมื่อออกแบบระบบดิจิตอล

ไดอะแกรม ASM ครอบคลุมทั้งชิ้นส่วนควบคุมและการประมวลผลข้อมูลของระบบดิจิตอลเมื่อวาดภาพหนึ่งคุณจะต้องมุ่งเน้นไปที่วิธีการส่งสัญญาณ RTL และประมวลผลคุณไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการทำงานอย่างละเอียดของฮาร์ดแวร์พื้นฐานไม่เป็นไรที่จะรวมสถานะพิเศษในแผนภาพในตอนแรกเครื่องมือเช่นซอฟต์แวร์ EDA สามารถช่วยปรับปรุงได้ในภายหลังนอกจากนี้สัญญาณสามารถปฏิบัติได้อย่างสม่ำเสมอเป็นสัญญาณลงทะเบียนโดยไม่แยกความแตกต่างระหว่างสัญญาณรวมและสัญญาณเวลา

ในขณะที่แผนภาพ ASM มีลักษณะคล้ายกับผังงานซอฟต์แวร์ปกติ แต่ก็มีความแตกต่างที่สำคัญ: แผนภาพ ASM แสดงถึงเหตุการณ์ในลำดับเวลาที่แม่นยำผังงานซอฟต์แวร์ปกติจะแสดงลำดับของเหตุการณ์เท่านั้นโดยไม่ต้องระบุช่วงเวลาลักษณะตามเวลานี้เป็นสิ่งที่ทำให้ ASM Diagrams แตกต่างกัน

ส่วนประกอบสำคัญของแผนภูมิ ASM

ไดอะแกรม ASM ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญหลายประการแต่ละรายการมีจุดประสงค์ที่ไม่ซ้ำกันในการเป็นตัวแทนของการทำงานของระบบดิจิตอลองค์ประกอบเหล่านี้รวมถึงกล่องสถานะกล่องตัดสินกล่องเอาต์พุตแบบมีเงื่อนไขและเส้นทางอินพุต/เอาต์พุตมาสำรวจส่วนประกอบเหล่านี้โดยละเอียด

กล่องสถานะ

•การเป็นตัวแทนของรัฐ

กล่องสถานะซึ่งแสดงโดยสี่เหลี่ยมผืนผ้าหมายถึงสถานะเฉพาะในลำดับการควบคุมของระบบภายในกล่องคุณจะพบรายละเอียดเกี่ยวกับการดำเนินการที่ดำเนินการภายในสถานะนั้นและสัญญาณเอาต์พุตใด ๆ ที่ผลิตชื่อของรัฐจะแสดงที่มุมบนซ้ายของกล่องในขณะที่รหัสไบนารีของมันจะแสดงในมุมบนขวา

ตัวอย่างเช่นหากสถานะชื่อ S1 ด้วยรหัสไบนารี 010 ข้อมูลนี้จะถูกวางไว้ในมุมที่เกี่ยวข้องของกล่องการดำเนินการลงทะเบียนและผลลัพธ์จะถูกระบุไว้ในพื้นที่หลักของกล่อง

•การจัดสรรเวลา

แต่ละกล่องสถานะสอดคล้องกับรอบนาฬิกาหนึ่งรอบเมื่อระบบเข้าสู่สถานะกล่องสถานะจะสะท้อนการดำเนินการที่ดำเนินการในระหว่างรอบนั้นหลังจากนาฬิกากระตุ้นอีกครั้งระบบจะเปลี่ยนเป็นสถานะถัดไปสิ่งนี้เน้นถึงลักษณะตามเวลาของไดอะแกรม ASM

•คำสั่งควบคุม

คำสั่งควบคุมสำหรับคอนโทรลเลอร์จะรวมอยู่ในกล่องสถานะคำสั่งเหล่านี้มีความหมายว่าจะแล้วเสร็จในระหว่างรอบนาฬิกาเดียวกันหรือก่อนที่จะสิ้นสุดนอกจากนี้คุณยังสามารถกำหนดสัญญาณเอาต์พุตอื่น ๆ ได้ตามต้องการในระหว่างสถานะนั้น

กล่องคำพิพากษา

•การจัดการสาขา

กล่องคำพิพากษาที่มีรูปร่างเหมือนเพชรหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้าเพชรแสดงถึงจุดตัดสินใจในลำดับการควบคุมกล่องนี้ใช้เมื่อสถานะถัดไปของระบบขึ้นอยู่กับอินพุตภายนอกควบคู่ไปกับสถานะปัจจุบัน

•การตัดสินใจไหล

กล่องมีเส้นทางอินพุตหนึ่งเส้นทางและเส้นทางออกหลายเส้นทางภายในกล่องคุณจะเห็นเงื่อนไขที่เขียนซึ่งกำหนดเส้นทางที่ระบบจะตามมาหากเงื่อนไขเป็นจริงเลือกเส้นทางเดียวหากเท็จจะมีเส้นทางอื่นสิ่งนี้ช่วยให้ระบบจัดการตรรกะการแตกแขนงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

•ไม่มีการใช้เวลา

แตกต่างจากกล่องสถานะกล่องการตัดสินไม่ใช้เวลาในลำดับเป็นเพียงจุดตัดสินใจที่ระบบกำหนดแนวทางปฏิบัติต่อไป

กล่องเอาต์พุตตามเงื่อนไข

•เอาต์พุตตามเงื่อนไข

บางครั้งผลลัพธ์ในสถานะเฉพาะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางประการกล่องเอาต์พุตแบบมีเงื่อนไขมีรูปร่างเหมือนวงรีแสดงถึงผลลัพธ์ดังกล่าวกล่องนี้เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของกล่องตัดสินและระบุการดำเนินการหรือเอาต์พุตที่เกิดขึ้นเมื่อตรงตามเงื่อนไข

•ตัวอย่างการใช้งาน

ตัวอย่างเช่นหากระบบอยู่ในสถานะ S1 และเงื่อนไข x = 1 เป็นจริงการลงทะเบียน r อาจถูกล้างหากเงื่อนไขเป็นเท็จ R ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยไม่คำนึงถึงผลลัพธ์ระบบจะเปลี่ยนไปสู่สถานะถัดไปเช่น S2 หลังจากเสร็จสิ้นการดำเนินการตามเงื่อนไข

ตัวอย่างการปฏิบัติของไดอะแกรม ASM

การสร้างแผนภาพ ASM สามารถแสดงได้ผ่านตัวอย่างตัวควบคุมสัญญาณไฟจราจรระบบนี้จัดการไฟสีแดงสีเหลืองและสีเขียวสำหรับสองช่องทาง A และ B สำหรับช่อง A แสงสีแดงใช้เวลา 45 วินาทีแสงสีเหลืองจะใช้เวลา 5 วินาทีและแสงสีเขียวใช้เวลา 40 วินาทีสัญญาณสำหรับแสงเหล่านี้จะถูกแสดงเป็น RA (สีแดง), YA (สีเหลือง) และ GA (สีเขียว) สำหรับช่อง A และ RB (สีแดง), YB (สีเหลือง) และ GB (สีเขียว) สำหรับช่อง B การแสดงผลที่สอดคล้องกันตัวเลขสำหรับช่องเหล่านี้ถูกควบคุมโดยใช้สัญญาณการลงทะเบียน LEDA และ LEDB

แผนภาพ ASM สำหรับคอนโทรลเลอร์นี้มีแปดกล่องสถานะที่มีป้ายกำกับ S0 ถึง S7โดยทั่วไปแล้วกล่องเหล่านี้จะใช้การเข้ารหัสแบบไบนารีธรรมชาติ แต่ยังสามารถใช้การเข้ารหัสแบบร้อนได้หนึ่งครั้ง

รัฐ S0, S2, S4 และ S6 มีหน้าที่รับผิดชอบในการตั้งค่าค่าเริ่มต้นสำหรับสัญญาณไฟจราจรตามข้อกำหนดด้านเวลาตัวอย่างเช่น S0 ตั้งค่าแสงสีแดงสำหรับช่อง A และไฟเขียวสำหรับช่อง B ในขณะที่ S2 สลับเป็นไฟแดงสำหรับช่อง A และแสงสีเหลืองสำหรับช่อง B. S4 ตั้งค่าไฟสีเขียวสำหรับช่อง A และแสงสีแดงสำหรับChannel B และ S6 จัดการแสงสีเหลืองสำหรับช่องในขณะที่รักษาแสงสีแดงสำหรับช่อง B

รัฐที่เหลือจัดการการดำเนินการนับถอยหลังเพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดเวลาสำหรับไฟตัวอย่างเช่นหมายเลขที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 33 ใน S0 ซึ่งแปลงเป็นไบนารีกำหนดเวลาสำหรับการกำหนดค่าแสงนั้นโดยเฉพาะแต่ละรัฐเปลี่ยนผ่านไปยังอีกการเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นเพื่อให้มั่นใจว่าการควบคุมลำดับและระยะเวลาของสัญญาณไฟจราจรที่แม่นยำวิธีการนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการเปลี่ยนแปลงของแสงทั้งหมดเกิดขึ้นตามลำดับที่ถูกต้องและในช่วงเวลาที่เหมาะสม