Design specification and architecture digital circuit

nội dung chính:
thiết kế kiến trúc cho các core ip
+Arbiter
+RAM
+FIFO
+LIFO
+CAM
+Pinelined multiplier
+UART receiver
+UART transmitter
+thiết kế ALU 32 bit
+8-point DIT FFT in fixed-point number format
+8-point DIT FFT in floating-point number format
+Product of two vectors in fixed-point number format
+Procduct of two vectors in floating-point number format
+1D FIR (Finite Impulse Response) filter (bộ lọc FIR)
+2D FIR filter for image processing

+thiết kế các bộ chia tần số

+BUS phổ biến

+xử lý ảnh

+processor

I/giới thiệu:

từ yêu cầu thực tế của khách hàng hay của bất kỳ ai đó giao cho bạn và muốn bạn thiết kế một kiến trúc phần cứng tuân thủ theo các yêu cầu đó .

đây là bước đầu tiên của quá trình thiết kế của chúng ta. nó rất là quan trọng , đòi hỏi chúng ta phải nắm vững các kiến thức về mạch số và vận dụng những mạch số cơ bản vào trong một hệ thống số lớn hơn.

đòi hỏi ở người thiết kế phải có một tư duy logic và kinh nghiệm để thiết kế ra một kiến trúc hoàn chỉnh và tối ưu nhất có thể 

II/các kiến thức cơ bản:

1/các loại cổng logic:

a.cổng and:

b.cổng or:

c.cổng not:

d.cổng nor:

e.cổng nand:

f.cổng xor:

g.cổng xnor:

2/các mạch tổ hợp:

*mạch mã hóa(ENCORDER)

*mạch giải mã(DECORDER)

*mạch chọn kênh(MUX)

*mạch phân đường(DEMUX)

*mạch cộng

*mạch trừ

*mạch nhân

*mạch chia

*mạch chia lấy dư

*mạch bắt cạnh lên

*mạch bắt cạnh xuống

*mạch chia tần số

*mạch so sánh

3/ Phần tử nhớ của mạch tuần tự:

Các loại Trigơ
Định nghĩa: Trigơ là phần tử có khả năng lưu trữ (nhớ) một trong hai trạng thái bền
ổn định tương ứng với hai mức logic 1 và 0. Trigơ trong tiếng Anh còn gọi là Flip – Flop viết
tắt là FF hay Latch

a.RS FLIP-FLOP:

b.JK FLIP-FLOP:

c. D FLIP-FLOP:

d.T FLIP-FLOP:

e.Các loại trigơ Chủ- tớ (MS-Master- Slave)

f.chuyển đổi giữa các loại Flip-Flop

4/các mạch tuần tự:

*register

*shift register

*counter

*FSM

III/thiết kế các mạch ứng dụng thực tế 

1/thiết kế các bộ UART:
+UART receiver
+UART transmitter
đầu tiên để thiết kế core ip UART thì chúng ta phải tìm hiểu về các đặc tả kĩ thuật (specification) của nó.
dữ liệu được truyền và nhận như thế nào?
truyền dữ liệu ?
nhận dữ liệu?
ứng dụng trong thực tế?

A UART usually contains the following components:

• a clock generator, usually a multiple of the bit rate to allow sampling in the middle of a bit period.
• input and output shift registers
• transmit/receive control
• read/write control logic
• transmit/receive buffers (optional)
• system data bus buffer (optional)
• First-in, first-out (FIFO) buffer memory (optional)
• Signals needed by a third party DMA controller (optional)
• Integrated bus mastering DMA controller (optional)