Simulação digital de sistemas lógicos.

I

SIMULAÇÃO DIGITAL DE SISTEMAS LÖGICOS

JOSE HOMERO FEITOSA CAVALCANTE

TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA C O O R D E N A Ç Ã O DOS CURSOS DE P Õ S - G R A D U A Ç Ã O DE ENGENHARIA DA U N I V E R S I D A D E FEDERAL DA PARAÍ_ BA COMO PARTE DOS R E Q U I S I T O S N E C E S S Á R I O S PARA A O B T E N Ç Ã O DO

GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA E L É T R I C A

Aprovada por:

' - Ç - '

GURDIP SINGH DEEP O r i e n t a d o r

-JÀYfNTI MAJIT^IA

MARIO T0Y0TAR0 HATTORI

CAMPINA GRANDE

ESTADO DA P A R A Í B A - BRASIL OUTUBRO - 1975

M* ft.

1 »

O a u t o r a g r a d e c e o t r a b a l h o :

- aos P r o f e s s o r e s M.Chandrashekar, M a t t u V i s h n u m o o r t h i Bhat e G u r d i p Singh Deep, p e l a idéia i n i c i a l .

- ao P r o f e s s o r G u r d i p Singh Deep, p e l a o r i e j i

tação e revisão f i n a l do t e x t o ;

t - aos P r o f e s s o r e s J a y a n t i M a j i t h i a e M a r i o

T o y o t a r o H a t t o r i , p e l o a p o i o p r e s t a d o ã sua execução;

ao P r o f e s s o r Edison R o b e r t o Cabral da S i l

-va, p e l o i n c e n t i v o ã sua elaboração;

- ao Pessoal do Núcleo de Computação p e l a g e n t i l cooperação nos t e s t e s dos p r o g r a m a s ;

- aos CAPES (Coordenação do Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível S u p e r i o r ) , CIDA ( C a n a d i a n I n t e r n a t i o n a l Development A g e n c y ) , e BNDE (Banco N a c i o n a l de Desenvol vimeii

to E c o n ô m i c o ) , p e l o a p o i o f i n a n c e i r o .

r

v

R E S U M O

ESTE TRABALHO DESENVOLVE UM SIMULADOR £ TABE LA DE ACIONAMENTO PARA S I M U L A Ç Ã O DE SISTEMAS L Õ G I C O S U T I L I -ZANDO COMPUTADORES D I G I T A I S . BASEIA-SE NUM MODELO SIMPLES PA RA OS BLOCOS L Õ G I C O S BASEADOS NO ATRASO DE P R O P A G A Ç Ã O ENA AM BIGUIDADE DE S A Í D A DURANTE O CHAVEAMENTO. O SIMULADOR PODE DE TECTAR "HAZARDS" E CORRIDAS C R Í T I C A S NOS CIRCUITOS COMBINA -CIONAIS E SEQUENCIAIS, RESPECTIVAMENTE.

SUGERESE UM M É T O D O PARA A S I M U L A Ç Ã O DE S I S -TEMAS DESCRITOS POR E Q U A Ç Õ E S BOOLEANAS, E UMA T É C N I C A PARA GE RAR O DESENHO DESSES SISTEMAS USANDOSE COMPUTADOR D I G I -TAL .

A TABLE DRIVEN SIMULATOR I S DEVELOPED FOR

^SIMULATION OF LOGIC SYSTEMS, ON THE D I G I T A L COMPUTER. A SIMPLE MODEL FOR THE LOGIC BLOCKS BASED ON PROPAGATION DELAY AND

OUTPUT AMBIGUITY DURING SWITCHING I S USED. THE SIMULATOR ENABLES DETECTION OF HAZARDS AND C R I T I C A L RACES I N THE COMBINATORIAL AND SEQUENTIAL CIRCUITS RESPECTIVELY.

A METHOD FOR SIMULATION OF SYSTEM DESCRIBED BY BOOLEAN EQUATIONS I S INDICATED AND A TECHNIQUE FOR

OBTAINING COMPUTER GENERATED DRAWINGS OF THESE SYSTEMS I S SUGGESTED.

C O N T E f l D O

PAGINA

CAPTTULO 1 - INTRODUÇÃO 01

1 . 0 - INTRODUÇÃO 02 1 . 1 - 0 SIMULADOR 02 1.2 - TESTES DE SISTEMAS DIGITAIS ... 02

1.3 - PERSPECTIVA DO TRABALHO 03

CAPITULO 2 - ESCOLHA E DESCRIÇÃO DO SIMULADOR 05

2.0 - INTRODUÇÃO 05 2.7 - REQUISITOS DE UM BOM SIMULADOR. 05

2.2 - ESCOLHA DO SIMULADOR ' . 06 2.3 - TABELAS DE ACIONAMENTO EM

RELA-ÇÃO AO TEMPO 07 2.4 - TIPOS DE TABELAS DE ACIONAMENTO 08

CAPTTULO 3 - TABELAS DE ACIONAMENTO 09

3.0 - INTRODUÇÃO 09 3.1 - DESCRIÇÃO DO CIRCUITO ILUSTRATJ_

VO 09 3.2 - TABELAS ESTÁTICAS 10

3.2.1 - TABELA TGEC 10 3.2.2 - TABELA TLSG 10 3.2.3 - TABELA TDS 12

» 3.3.1 - TABELA TVDT 13 3.3.2 - TABELA TVC 14

CAPITULO 4 - ANALISE DE UM CIRCUITO COMBINACIONAL

USANDO O SIMULADOR 25

4.0 - INTRODUÇÃO 25 4.1 - ANALISE DO CIRCUITO 25

4.2 - ANÁLISE DAS TABELAS DE

ACIONA-MENTO 26 4.3 - DETERMINAÇÃO DAS FALHAS 30

CAPITULO 5 - ANALISE DE UM CIRCUITO SEQUENCIAL ... 44

5.0 - INTRODUÇÃO • 44

5.1 - ANALISE CONVENCIONAL 44 5.2 - DETECÇÃO DE CORRIDAS CRITICAS

PELO SIMULADOR 45 5.3 - CONCLUSÕES 46

CAPÍTULO 6 - CONCLUSÕES 52

6.0 - INTRODUÇÃO 52 6.1 - RESULTADOS DO MODELO DE TABELAS

DE ACIONAMENTO 52 6.2 - MODELOS ESPECIAIS DE ANALISE DE

SISTEMAS DIGITAIS 53

I v i i i PAGINA CAPÍTULO 7 - SUGESTÕES 7 . 0r- INTRODUÇÃO '. 55 7.1 - LINGUAGEM L I P S I 55 7.2 - LINGUAGENS PREQS e LINKS 56

7.3 - PROGRAMA LISCI 57

APÊNDICE A - SIMULAÇÃO DOS ELEMENTOS LÓGICOS 63

A . l - ELEMENTO LÓGICO "AND" 63 A.2 - ELEMENTO LÓGICO "OR" 64 A.3 - ELEMENTO LÜGICO "EXCLUSIVE-OR". 65

A. 4 - ELEMENTO LÓGICO "FULL-ADDER" .. 65

\ • A.5 - FLIP-FLOP TIPO-D 66

APÊNDICE B - DESCRIÇÃO DO PROGRAMA SIMULADOR 70

B. l - FLUXOGRAMA DO SIMULADOR 70

B.2 - ANALISE DOS BLOCOS 70

ÍNDICE DE TABELAS I r

i

•

TABELA PAGINA 3.1a Formato da T a b e l a TGEC 17

3.1b T a b e l a TGEC a p l i c a d a ao c i r c u i t o da f i g u _ '

ra 3.1 17 3.2a Formato da Tabela TLSG ... 18

3.2b T a b e l a TLSG para TC = 8 19 3.3a Formato da T a b e l a TDS . 20

3.3b T a b e l a TDS para o c i r c u i t o da f i g u r a 3 . 1 . 21

3.4a Formato da T a b e l a TVDT 22 3.4b T a b e l a TVDT para TC = 3 23 3.5a Formato da Tabela TVC 24 3.5b T a b e l a TVC para TC=3 . 24 4.1 T a b e l a TDS 33 4.2 T a b e l a TGEC 34 4.3 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 1 35 4.4 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 2 36 4.5 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 3 37 4.6 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 4 38 4.7 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 5 39

ÍNDICE DE TABELAS 9 TABELA PAGINA 4.8 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 6 .'... 40 4.9 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 7 41 4.10 T a b e l a s TVDT e TVC para TC = 8 42 4.11 T a b e l a TLSG '. .. 43 5.1 T a b e l a Transição 49 A . l T a b e l a da Verdade, FULL-ODDER 68 ^.2 T a b e l a da Verdade, "FLIP-FLOP" t i p o - D ... 69

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA PAGINA 3.1 C i r c u i t o exemplo das t a b e l a s de acionameji

t o 16 4.1 C i r c u i t o c o m b i n a c i o n a l em t e s t e 31 4.2 Saídas do c i r c u i t o c o m b i n a c i o n a l 32 5.1 C i r c u i t o s e q u e n c i a l 48 5.2 Mudanças de e s t a d o de Y1Y2 49 5.3 Saídas para TC=0 50 5.4 Saídas para TC = 1 51 7.1 C i r c u i t o Exemplo 58 7.2 Linguagem L I P S I 59 7.3 Linguagem PREQS 60 7.4 Linguagem LINKS 61 7.5 Fluxograma do s i s t e m a d i g i t a l 62 A . l FULL-ADDER 68 A. 2 "FLIP - FLOP" t i p o - D 69 B. l Fluxograma do s i m u l a d o r 73

CAPITULO I

í

INTRODUÇÃO

1 .0 - INTRODUÇÃO

A evolução na construção de c i r c u i t o s lógj_ ^cbs aumentou a sua c o m p l e x i d a d e em t e r m o s de p r o j e t o e

ana-l i s e . A c r e s c e que, por o u t r o ana-l a d o , esse avanço tecnoana-lógico i m p u l s i o n o u o d e s e n v o l v i m e n t o ( c a p a c i d a d e de memoria, v e l o c i _ dade, precisão) dos c o m p u t a d o r e s d i g i t a i s , abrangendo enorme gama de c i r c u i t o s lógicos necessários ao p r o j e t o desses com-p u t a d o r e s .

Observouse que um p r o j e t o de s i s t e m a s d i g i -t a i s , p e l o mé-todo c o n v e n c i o n a l , r e q u e r dispêndio desnecessár i o de tempo e de t desnecessár a b a l h o m a n u a l . Podesnecessár essas desnecessárazões, v e desnecessár i f i -cou-se que o p r o j e t o de s i s t e m a s d i g i t a i s p o d e r i a s e r f e i t o u t i l i z a n d o - s e c o m p u t a d o r e s .

0 termo p r o j e t o automático d i g i t a l r e f e r e - s e ã aplicação de c o m p u t a d o r e s e técnicas baseadas em computado r e s no p r o j e t o de s i s t e m a s d i g i t a i s .

um c o n j u n t o de programas usados na análise do p r o j e t o de um s i s t e m a d i g i t a l . T a i s programas são u s u a l m e n t e p r e p a r a d o s pa_ ra u t i l i z a r banco de dados ou s i s t e m a de a r q u i v o s no p r o j e t o , análise, documentação, e na geração dos r e s u l t a d o s desejados.. Esse segmento r e f e r e s e ã análise de f a l h a s ("HAZARDS", c o r -r i d a s c -r i t i c a s e c i c l o s ) o c o -r -r i d a s no p -r o j e t o dos s i s t e m a s d i g i t a i s . A importância dessa análise e x i g e g r a n d e precisão e v e l o c i d a d e de execução do s i m u l a d o r . •

^ ' 0 p r o j e t o do s i m u l a d o r n e c e s s i t a de algum t i _ po de comunicação de dados e n t r e o usuário e o s i s t e m a a s e r p r o c e s s a d o . 0 método mais comum ê a obtenção dos dados a par_ t i r do desenho do c i r c u i t o lógico ou a p a r t i r das suas equa-ções.

1.2 - TESTES DE SISTEMAS DIGITAIS

Uma m a n e i r a de d e t e r m i n a r se um s i s t e m a d i g i _ t a l f u n c i o n a c o r r e t a m e n t e c o n s i s t e na aplicação de t o d a s as combinações possíveis de e n t r a d a e em s e g u i d a comparar as saT

das c o r r e t a s c o r r e s p o n d e n t e s , usando, p o r exemplo, uma v e r são sem f a l h a s do mesmo s i s t e m a . Q u a l q u e r diferença o b s e r v a -da i n d i c a f a l h a s no p r o j e t o desse s i s t e m a . Esses t e s t e s exaus^ t i v o s são u s u a l m e n t e g r a n d e s para serem práticos e algumas ve_ zes são desnecessários.

Normalmente é possível d e t e r m i n a r a presença de f a l h a s em s i s t e m a s d i g i t a i s p o r meio de t e s t e s e s p e c i a i s , ou s e j a , p o r t e s t e s não e x a u s t i v o s .

Os t e s t e s e s p e c i a i s n o r m a l m e n t e se baseiam na análise de funções b o o l e a n a s ( * ) > simplificação dos mapas de K a r n a u g h , uso da t e o r i a dos g r a f o s ( 2) , e de algumas

téc-n i c a s d e r i v a d a s desses t e s t e s . 1 ' 1 .3 - PERSPECTIVA DO TRABALHO Os s i s t e m a s d i g i t a i s d i v i d e m - s e em c i r c u i t o s s e q u e n c i a i s e c i r c u i t o s c o m b i n a c i o n a i s . A e s c o l h a do s i m u l a d o r b a s e i a s e na sua c a p a c i d a d e de r e p r e s e n t a r t a n t o os c i r -c u i t o s s e q u e n -c i a i s -como os -c o m b i n a -c i o n a i s (3) 0 c a p i t u l o 2 m o s t r a a e s c o l h a das t a b e l a s de a c i o n a m e n t o ã g u i s a de modelo básico do s i m u l a d o r . D e s c r e v e também os t i p o s de t a b e l a s de a c i o n a m e n t o ( t a b e l a s estáticas e dinâmicas) necessárias ao seu f u n c i o n a m e n t o .

«

O c a p i t u l o 3 d e s e n v o l v e os t i p o s de t a b e l a s de a c i o n a m e n t o de a c o r d o com as suas subdivisões. Usa, para melhor assimilação, um c i r c u i t o como exemplo de utilização dessas t a b e l a s .

0 c a p i t u l o 4 a n a l i s a um c i r c u i t o c o m b i n a c i o -•nal com o o b j e t i v o de d e t e r m i n a r f a l h a s no seu p r o j e t o , e

m o s t r a o f u n c i o n a m e n t o das t a b e l a s de a c i o n a m e n t o em função da análise do s i m u l a d o r .

0 c a p i t u l o 5 m o s t r a a análise de um c i r c u i t o s e q u e n c i a l p e l o s i m u l a d o r . A análise ê d i r i g i d a para determj_ nar c o r r i d a s c r i t i c a s alem de m o s t r a r como e n c o n t r a - l a s .

0 c a p i t u l o 6 f a z a comparação e n t r e os o b j e -c t i v o s o b t i d o s e os d e s e j a d o s no i n T -c i o d e s t e t r a b a l h o .

0 c a p i t u l o 7 i n d i c a sugestões para p e s q u i s a s f u t u r a s no i n t u i t o de aperfeiçoar o s i s t e m a a q u i d e s e n v o l v i -do.

0 apêndice "A" d e s c r e v e a simulação dos e l e -mentos lógicos, e u t i l i z a o m o n i t o r FORTRAN como l i n g u a g e m

básica de descrição.

0 apêndice "B" d e s c r e v e o f u n c i o n a m e n t o do programa s i m u l a d o r através da análise dos b l o c o s do seu f l u -xograma.

0 anexo "A" m o s t r a a l i s t a g e m dos programas e r o t i n a s do s i m u l a d o r .

t

»

r CAPITULO I I |

• - i

ESCOLHA E DESCRIÇÃO DO SIMULADOR

. I 2.0 - INTRODUÇÃO O s i m u l a d o r tem d o i s o b j e t i v o s p r i n c i p a i s : análise de g r a n d e s s i s t e m a s de c i r c u i t o s lógicos, e a d e t e c -ção de f a l h a s nesse s i s t e m a . A análise de g r a n d e s s i s t e m a s de c i r c u i t o s lógicos é l i m i t a d a p e l o p o r t e do computador usado na s i m u l a -ção.

F a l h a s nos s i s t e m a s d e c o r r e m das s i m p l i f i c a -ções ou omissões e f e t u a d a s no p r o j e t o desses s i s t e m a s .

2.1 - REQUISITOS DE UM BOM SIMULADOR

v i s a n d o os o b j e t i v o s d e s e j a d o s , ê" forçada p e l o s s e g u i n t e s f a t o r e s :

a) grande v e l o c i d a d e de execução e compi1 ação; b) mínima utilização de memoria e c a p a c i d a d e

de e x e c u t a r grandes c i r c u i t o s ;

c ) f a c i l i d a d e de implementação c o n t a n t o que flexível e versátil;

d ) f i d e l i d a d e na descrição dos s i s t e m a s físj_ cos que estão sendo s i m u l a d o s .

£.••2 - ESCOLHA DO SIMULADOR

Os r e q u i s i t o s do Ttem 2.1 e mais a necessida_ de de se r e p r e s e n t a r e l e m e n t o s lógicos, i n d i c a m as t a b e l a s de a c i o n a m e n t o como modelo básico do s i m u l a d o r .

As t a b e l a s de a c i o n a m e n t o l i d a m d i r e t a m e n t e com os vários t i p o s de e l e m e n t o s , descrevem os c i r c u i t o s , e d e t e r m i n a m , d u r a n t e a simulação, os e l e m e n t o s que devem s e r a n a l i s a d o s com o uso de r o t i n a s e s p e c i a l m e n t e p r e p a r a d a s .

Uma das características das t a b e l a s de a c i o -namento é" a sua f a c i l i d a d e de s i m u l a r t a n t o c i r c u i t o s sequeri c i a i s como combi n a c i onai s, não havendo a n e c e s s i d a d e de se.es p e c i f i c a r realimentações em c i r c u i t o s s e q u e n c i a i s ( " ) .

7

4

No f u n c i o n a m e n t o das t a b e l a s de a c i o n a m e n t o , os níveis lógicos dos c i r c u i t o s são d i n a m i c a m e n t e a n a l i s a d o s p e l a determinação dos e l e m e n t o s que p r e c i s a m da análise dos seus níveis de e n t r a d a e saída, d e v i d o a uma mudança de n í -v e l ao c i r c u i t o i n t e r n o ou e x t e r n o .

2.3 - TABELAS DE ACIONAMENTO EM RELAÇÃO AO TEMPO

Uma das m a i o r e s v a n t a g e n s das t a b e l a s d e a c i o oamento ê a sua c a p a c i d a d e de mudanças de níveis lógicos, síji c r o n o s e assíncronos, nas e n t r a d a s dos e l e m e n t o s .

A mudança de níveis lógicos síncronos obede-ce a uma frequência c o n s t a n t e na variação de seus v a l o r e s lc5 g i c o s .

A mudança de níveis lógicos assíncronos não obedece a uma frequência f i x a .

0 tempo de mudança de e s t a d o lógico de saída dos e l e m e n t o s é da ordem de " n s " (nano s e g u n d o s ) , n o r m a l i z a r ^ do-se para uma base de tempo em que " l n s " s e j a r e p r e s e n t a d o por uma u n i d d a d e de tempo. Podem-se u s a r múltiplos d e s t a ba-se como aproximações para o tempo de a t r a s o e de a m b i g u i d a d e dos e l e m e n t o s lógicos.

-ção do tempo para cada um dos seus v a l o r e s . Caso necessário, os e l e m e n t o s p e r t e n c e n t e s ao c i r c u i t o são a v a l i a d o s e m o d i f i cados. Essa variação de tempo é múltipla da sua base. 0 t e r -mo tempo c o r r e n t e (TC) ê usado para e s p e c i f i c a r o tempo a t u a l de análise. A variação de tempo obedece a um v a l o r c o n s t a n t e chamado tempo de i n c r e m e n t o (TINCR).

2.4 - TIPOS DE TABELAS DE ACIONAMENTO

t 0 s i m u l a d o r n e c e s s i t a de d o i s t i p o s de t a b e

-l a s de a c i o n a m e n t o ; t a b e -l a s dinâmicas e t a b e -l a s estáticas. As t a b e l a s dinâmicas descrevem as e n t r a d a s e saídas dos e l e m e n t o s de a c o r d o com a variação dos seus n í -v e i s lógicos.

As t a b e l a s estáticas descrevem o c i r c u i t o e mostram os e l e m e n t o s que devem s e r a v a l i a d o s ou m o d i f i c a d o s n a q u e l e i n s t a n t e de análise.

CAPITULO I I I - í ^ 5

TABELAS DE ACIONAMENTO

1 \

3.0 - INTRODUÇÃO

0 c a p i t u l o m o s t r a as t a b e l a s de a c i o n a m e n t o , ^estáticas e d i n â m i c a s , u t i l i z a n d o um c i r c u i t o como exemplo

i l u s t r a t i v o do f u n c i o n a m e n t o dos t i p o s dessas t a b e l a s .

3.1 - DESCRIÇÃO DO CIRCUITO ILUSTRATIVO

0 c i r c u i t o da f i g u r a 3.1 tem a f i n a l i d a d e de m o s t r a r o f u n c i o n a m e n t o das t a b e l a s estáticas e dinâmicas. Compõe-se de t r e s e l e m e n t o s : d o i s lógicos "AND" e um lógico "OR". 0 e l e m e n t o lógico de número 1 tem como e n t r a d a s os p a -râmetros X2 e X3, o e l e m e n t o 2 tem como e n t r a d a s XI e X3, e o e l e m e n t o 3 tem como e n t r a d a s as saídas lógicas dos elemeji t o s 1 e 2. A f i g u r a 3.1 m o s t r a as formas de ondas de e n t r a d a .

3.2 - TABELAS ESTÁTICAS

Desenvolvemos t r e s t i p o s de t a b e l a s estãti -c a s : t a b e l a dos e l e m e n t o s -com e n t r a d a e x t e r n a ao s i s t e m a

(TGEC), t a b e l a da saída dos e l e m e n t o s a serem desenhados (TLSG), e t a b e l a de descrição do s i s t e m a (TDS).

3.2.1 - TABELA TGEC

^ t A t a b e l a TGEC i n d i c a ao s i m u l a d o r os

elemen-t o s com e n elemen-t r a d a s e x elemen-t e r n a s ao s i s elemen-t e m a . Por exemplo, na f i g u r a 3.1 os e l e m e n t o s 1 e 2 possuem como e n t r a d a s XI , X2 e X3. Os v a l o r e s de mudança dessas e n t r a d a s serão armazenados na t a b e l a TGEC.

A t a b e l a 3.1a m o s t r a o f o r m a t o da t a b e l a TGEC.

A t a b e l a TGEC p o s s u i 12 campos: o p r i m e i r o i n f o r m a o número do e l e m e n t o ; o segundo, o número de e n t r a d a e x t e r n a ; e os dez ú l t i m o s , o tempo c o r r e n t e de mudança ( T C ) . A mudança do v a l o r lógico "0" para " 1 " , na e n t r a d a do elemeri t o , r e p r e s e n t a - s e p o r TC p o s i t i v o , a mudança de " 1 " para "0" r e p r e s e n t a - s e p o r TC n e g a t i v o .

A t a b e l a 3.1b m o s t r a o f o r m a t o da TGEC a p l i -cado ao c i r c u i t o da f i g u r a 3 . 1 . Para o e x e m p l o , m o s t r a - s e que

11

XI muda para o v a l o r lógico " 0 " , em TC = 2; d e p o i s , para o va_ l o r lógico " 1 " , em TC=5; X2, do v a l o r lógico "0" para " 1 " em

TC=4; e X3, do v a l o r lógico " 1 " para "O", em TC=7; e a f i n a l

de "0" para " 1 " , em TC=9.

3.2.2 - TABELA TLSG

A t a b e l a TLSG armazena os v a l o r e s lógicos das saídas dos e l e m e n t o s de a c o r d o com a variação do tempo. As informações são usadas no desenho dos v a l o r e s lógicos de saí da dos e l e m e n t o s .

A t a b e l a 3.2a m o s t r a o f o r m a t o da TLSG. A t a b e l a TLSG tem as s e g u i n t e s funções: a) i n d i c a r o número do e l e m e n t o 1 õg i co do-qual

se. quer o desenho dos seus v a l o r e s lógicos de saída;

b) número da saída a d e s e n h a r ;

c ) número de p o l e g a d a s usadas no traçador de gráficos ("PLOTTER");

d ) número de mudanças de e s t a d o s lógicos; e) tempo c o r r e n t e em que houve as mudanças de

e s t a d o s lógicos;

f ) v a l o r lógico da saída dos e l e m e n t o s após as mudanças.

A t a b e l a 3.2b m o s t r a as informações armazena_ das na t a b e l a TLSG de a c o r d o com o f u n c i o n a m e n t o do c i r c u i t o da f i g u r a 3 . 1 . Levou-se em consideração TIN = 0 (tempo i n i c i a l de análise) e TFIM=8 (tempo f i n a l de análise). 0 v a l o r -1 , r e f e r e n c i a d o no campo do v a l o r lógico após a m u d a n ç a , i n d i c a a m b i g u i d a d e na saída do e l e m e n t o .

3.2.3 - TABELA TDS

A t a b e l a TDS d e s c r e v e o c i r c u i t o por meio das s e g u i n t e s funções: 1 ' a ) f a z a ligação e n t r e os e l e m e n t o s lógicos, i s t o i , i n d i c a , para t o d a s as e n t r a d a s dos e l e m e n t o s , o e l e m e n t o e o número de sua saída c o r r e s p o n d e n t e s a essas e n t r a d a s , ou se a e n t r a d a é e x t e r n a ao s i s t e m a ; b) i n d i c a o tempo de a t r a s o do e l e m e n t o ;

c) m o s t r a o tempo em que o e l e m e n t o permane_ ce em a m b i g u i d a d e ;

. d ) a p o n t a o t i p o do e l e m e n t o lógico p o r meio de números: "OR" = 1 , "NOR" = 2, "AND"=3,

"NAND" = 4, "EXCLUSIVE-OR" = 5, "NOT" = 6 , "HALF-ADD ER" = 7, "FULL-ADDER" = 8, e t c . A t a b e l a 3.3a m o s t r a o f o r m a t o da t a b e l a

, S ! P A O E F * Of'

,L OA P / I R M B A 13

Ptô-Keiu-Via raia /\ss!* %' »

Rua Apnsio Velara..^ P f c a

$8,100 - Campina Ox.xie

A ligação e n t r e os e l e m e n t o s lógicos é f e i t a

p e l a indicação do número do e l e m e n t o a e n t r a r e do número de sua saída. 0 armazenamento dessas duas informações p o r entra_ da, é f e i t a no mesmo campo e obedece ã s e g u i n t e f o r m u l a :

E n t r a d a = 10 X (número do e l e m e n t o a e n t r a r )

+ (número de saTda do e l e m e n t o a e n t r a r )

A informação s o b r e a e n t r a d a do e l e m e n t o ten_

do um número n e g a t i v o , i n d i c a que o c o n t r o l e da e n t r a d a e ex^ t e r n o ao s i s t e m a .

A t a b e l a 3.3b m o s t r a as informações armazena_

das na TDS de a c o r d o com o c i r c u i t o da f i g u r a 3 . 1 .

3.3 - TABELAS DINÂMICAS

Desenvolvemos d o i s t i p o s de t a b e l a s dinãmi -c a s ; a t a b e l a dos v a l o r e s lógi-cos de e n t r a d a e saída de a-cor_ do com a variação do tempo (TVDT), e a t a b e l a do v a l o r lógi-co c o r r e n t e de saída (TVC).

3.3.1 - TABELA TVDT

lógicos de e n t r a d a e saTda dos e l e m e n t o s em função da v a r i a -ção do tempo.

A t a b e l a TVDT tem as s e g u i n t e s funções:

a) i n d i c a r o número do e l e m e n t o ;

b) armazenar os v a l o r e s lógicos das e n t r a d a s dos e l e m e n t o s c o n f o r m e as suas variações; c ) armazenar os v a l o r e s lógicos das saídas

dos e l e m e n t o s tendo em v i s t a essas v a r i a - , ções;

d) a p o n t a r o tempo de a t r a s o do e l e m e n t o f a -ce a uma mudança de e s t a d o lógico;

e) i n d i c a r o tempo em que o e l e m e n t o permane_ ce com a su saída lógica em a m b i g u i d a d e . A t a b e l a 3.4a m o s t r a o f o r m a t o da t a b e l a TVDT. Usam-se as s e g u i n t e s abreviações: TC - tempo c o r r e n t e de análise; TD - tempo de a t r a s o ; e TA - tempo em que a saT-da do e l e m e n t o permanece em a m b i g u i d a d e .

A t a b e l a 3.4b m o s t r a os v a l o r e s armazenados na t a b e l a TVDT para TC=3.

3.3.2 - TABELA TVC

A t a b e l a TVC i n d i c a os v a l o r e s lógicos das saídas dos e l e m e n t o s de a c o r d o com a variação de TC. Armaze-na os v a l o r e s lógicos "O" e " 1 " .

e A t a b e l a TVC t mero do e l e m e n t o e armazenar o (máximo de q u a t r o saídas). A t a b e l a 3.5a A t a bel a 3.5b na t a b e l a TVC para TC=3. 15 •«3-. -. - • em duas funções: i n d i c a r o nú v a l o r das suas saídas lógicas

/

-m o s t r a o f o r -m a t o da t a b e l a TVC. i n d i c a os v a l o r e s armazenados

1 O 1 X2 O X3 1 TC=4 X1X2X3 TD=2 TA=1 1 TD=2 TA=1

Figura 3-1

1 I

TC=7 TD=2 TA=1 C i r c u i t o e x e r r p l o das t a b e l a s dc acionamento

9*9* 17 - A NOMERO DO ELEMENTO NUMERO DE ENTRADA MUDANÇAS LÓGICAS NOMERO DO ELEMENTO NUMERO DE ENTRADA 1 2 3 4 5 6 "7 8 9 10 TABELA 3.1a Formato da t a b e l a TGEC 1 ' i r NOMERO DO ELEMENTO NOMERO DE

ENTRADA MUDANÇAS LÓGICAS

1 1 -7 9 1 2 4 2 1 -2 5 2 2 -7 9 TABELA 3.1b Tabela TGEC a p l i c a d a ao c i r c u i t o da f i g . 3.1

ELEMENTO SATDA POLEGADAS MUDANÇAS DE MUDANÇA (TM) LÓGICO ATUAL (VA) TABELA 3.2a Formato da t a b e l a TLSG • í J-LÜGICO ATUAL (VA)

\

NUMERO DO ELEMENTO 1 NUMERO DA' SATDA NUMERO DE POLEGADAS NUMERO DE MUDANÇA O TM O ; j

MUDANÇAS DE ESTADOS LÓGICOS (13 mudanças) • / j • VA 1 TM VA TM VA TM VA i s i l S l ! S TABELA 3.2b T a b e l a TLSG para TC=8

1 2 3 4 5 6 7 8

TABELA 3.3a

l _t

NOMERO DO ELEMENTO ENTRADAS DO ELEMENTO TD TA TIPO NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 5 6 7 8 TD TA TIPO 1 -3 -2 2 1 3 2 -1 -3 2 1 3 3 11 21 • _{2 1 1} TABELA 3.3b T a b e l a TDS para o c i r c u i t o da f i g u r a 3.1 S &? P -a ís. <? • -a 2 § S 5 5 .1 p &o &r * "> , •V>,-'T f .-Tl í> fc" * _{et* > O} ;° C. s ~ Ra "r. • i» • -~ c j • a _ ei)

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4

TABELA 3.4a

NUMERO DO ELEMENTO

VALORES

ENT RADAS L Ó G I C O S VALORES L Ó G I C O S SAIDAS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 1 0 0 2 1 1 1 4 5 3 0 1 1 TABELA 3.4b T a b e l a TVDT para TC=3

LÖGICAS DO ELEMENTO _{1 2 3 4} TABELA 3.5a Formato da T a b e l a TVC T NUMERO DO ELEMENTO SAIDAS LÖGICAS NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 1 0 2 1 3 1 TABELA 3.5b T a b e l a TVC para TC=3

CAPITULO IV

ANALISE DE UM CIRCUITO COMBINACIONAL USANDO O SIMULADOR

4.0 - INTRODUÇÃO

A análise do c i r c u i t o c o m b i n a c i o n a l e f e i t a * com o o b j e t i v o de d e t e r m i n a r f a l h a s ("HAZARDS") no seu proje_

t o e para m o s t r a r o f u n c i o n a m e n t o das t a b e l a s de a c i o n a m e n t o com a análise em f o c o .

4.1 - ANALISE DO CIRCUITO

A n a l i s o u - s e o c i r c u i t o da f i g u r a 4.1 com o o b j e t i v o de d e t e r m i n a r f a l h a s ("HAZARDS") d e v i d o a d i f e r e n -t e s a -t r a s o s na mudança de e s -t a d o dos e l e m e n -t o s lógicos do c i r c u i t o . Determinam-se as f a l h a s c o n s i d e r a n d o - s e v a l o r e s lógicos d i f e r e n t e s nas e n t r a d a s do c i r c u i t o , e a t r i b u i n d o v a l o

-res de a t r a s o d i f e r e n t e s dos seus e l e m e n t o s . A saída "Z" do c i r c u i t o terá v a l o r lógico " 1 " para v a l o r e s lógicos d i f e r e n -tes nas e n t r a d a s do c i r c u i t o .

Elegendo-se c o n v e n i e n t e s mudanças nos b a r r a mentos, de maneira que tenham v a l o r e s lógicos d i v e r s o s ( " 0 " e " 1 " ) , a saTda "Z" continuará com o v a l o r lógico " 1 " . Por o u t r o l a d o , adotando-se tempos de a t r a s o s d i f e r e n t e s nos el e mentos do c i r c u i t o , a saTda "Z" pode permanecer no e s t a d o ló g i c o "0" d u r a n t e um c e r t o tempo. A determinação do v a l o r ló g i c o "0" na saTda do e l e m e n t o 4, d e f i n e a f a l h a no p r o j e t o do c i r c u i t o .

1 f

4.2 - ANALISE DAS TABELAS DE ACIONAMENTO

A análise do c i r c u i t o da f i g u r a 4.1 f o i f e i t a u t i l i z a n d o s e as t a b e l a s 4.1 a 4 . 1 1 , geradas p e l o s i m u l a -dor (SIMUL).

A t a b e l a 4.1 ( t a b e l a TDS) m o s t r a que os e l e -mentos 1 , 2 e .3 possuem e n t r a d a s e x t e r n a s i n d i c a d a s p e l o s nó meros n e g a t i v o s nos seus campos de e n t r a d a . 0 e l e m e n t o 4.pos^ s u i como e n t r a d a s a p r i m e i r a saTda lógica dos e l e m e n t o s 1 , 2 e 3. 0 campo do tempo de a t r a s o i n f o r m a que os e l e m e n t o s 1 e 3 tem TD=4 e os e l e m e n t o s 2 e 4 têm TD=2. C o n s i d e r a - s e TA=0 para t o d o s os e l e m e n t o s . 0 campo t o t i p o do e l e m e n t o i n f o r m a

27

•—»

4

que os e l e m e n t o s 1 , 2 e 3 são c i r c u i t o s lógicos "EXCLUSIVE-OR" ( t i p o 5 ) , e o e l e m e n t o 4 é um c i r c u i t o lógico "OR" ( t i p o 1).

A t a b e l a 4.2 ( t a b e l a TGEC) armazena as mudaji ças dos v a l o r e s lógicos das e n t r a d a s . Para TC = 1 a p r i m e i r a e n t r a d a do e l e m e n t o 1 muda do v a l o r lógico " 1 " para o v a l o r " 0 " . A segunda e n t r a d a do e l e m e n t o 2 e a p r i m e i r a e n t r a d a do e l e m e n t o 3, mudam do v a l o r lógico "0" para o v a l o r " 1 " . As ou t r a s mudanças lógicas a p r e s e n t a d a s na t a b e l a TGEC, não i n t e -ressam n e s t a análise.

A t a b e l a 4.3 ( t a b e l a s TVDT e TVC) m o s t r a as t a b e l a s dinâmicas para TC=1.

0 armazenamento dos v a l o r e s lógicos de entra_ da e saída dos e l e m e n t o s na t a b e l a TVDT, e f e i t a p e l a u t i l i zação de d o i s " b i t s " (dígitos b i n á r i o s ) , onde " b i t s " 00 r e -p r e s e n t a m v a l o r lógico " 0 " , " b i t s " 0-1 r e -p r e s e n t a m " 1 " , e " b i t s " 1-1 ou 1-0 r e p r e s e n t a m a m b i g u i d a d e .

0 e l e m e n t o 1 p o s s u i , no seu campo de e n t r a d a , o número 20480 em d e c i m a l , ou 0101000000000000 em binário. A n a l i s a n d o - s e o número binário da esquerda para a d i r e i t a , v e r i f i c a s e que as e n t r a d a s lógicas do e l e m e n t o 1 têm os v a -l o r e s " 1 " (duas e n t r a d a s ) . As e n t r a d a s dos e -l e m e n t o s 2, 3 e 4 são d e t e r m i n a d a s da mesma m a n e i r a .

A saída lógica do e l e m e n t o 2 tem o número 64 em d e c i m a l , ou 0000000001000000 em binário. P o r t a n t o , a saí-da lógica do e l e m e n t o 2 tem o v a l o r " 1 " .

Para TC = 1 v e r i f i c a - s e que não houve mudança no e s t a d o lógico do c i r c u i t o . A mudança nos e l e m e n t o s do ci21

«

c u i t o , d e v i d o ãs informações c o n t i d a s nas t a b e l a s TDS e TGEC,' é mostrada na t a b e l a 4.4 ( i s t o se deve ã lógica do s i m u l a d o r ; Apêndice B ) . Não f o r a m m o d i f i c a d o s os campos de TA e TD da t a b e l a TVDT.

0 armazenamento dos v a l o r e s lógicos de saída dos e l e m e n t o s na t a b e l a TVC, ê f e i t o p e l a utilização de um " b i t " p o r saída. A t a b e l a só armazena os v a l o r e s lógicos de saída "0" e " 1 " .

A saída do e l e m e n t o 2 ê r e p r e s e n t a d a na TVC p e l o número 8 em d e c i m a l ou 1000 em binário. As saídas dos e l e m e n t o s são armazenadas da esquerda para a d i r e i t a . P o r t a j i t o , a saída do e l e m e n t o 2 tem o v a l o r lógico " 1 " . A mesma análise pode s e r f e i t a nos o u t r o s e l e m e n t o s do c i r c u i t o .

1 ' T a b e l a s dinâmicas para TC=2 ( t a b e l a 4 . 4 ) .

Na t a b e l a TVDT o e l e m e n t o 1 p o s s u i , no seu cam po de e n t r a d a , o número 4096 em d e c i m a l ou 0001000000000000 em binário. P o r t a n t o , os v a l o r e s lógicos de e n t r a d a do e l e -mento 1 mudaram de " 1 - 1 " para " 0 - 1 " . Esta mudança f o i f e i t a de a c o r d o com a análise das t a b e l a s TDS e TGEC. Para e s t a s e n t r a d a s , a saída do e l e m e n t o 1 deverá mudar do v a l o r lógico

" 0 " para o v a l o r " 1 " . A t a b e l a TDS m o s t r a que e s t e e l e m e n t o tem TD=4. 0 v a l o r de TC no i n s t a n t e de mudança da e n t r a d a ló g i c a do elemerito 1 , é a d i c i o n a d o com o seu v a l o r de tempo de a t r a s o . P o r t a n t o , o novo v a l o r do campo de tempo de a t r a s o será 5. I s t o s i g n i f i c a que o e l e m e n t o 1 mudará o v a l o r lógi-co de sua saída em TC=5. A mesma análise pode s e r f e i t a para os e l e m e n t o s lógicos 2 e 3.

29

Não houve modificações na t a b e l a TVC. T a b e l a s dinâmicas para TC=3 ( t a b e l a 4 . 5 ) . A n a l i s a n d o - s e a t a b e l a TVDT, v e r i f i c a - s e que a saída do e l e m e n t o 2 mudou do v a l o r lógico " 1 " para o v a l o r

" 0 " .

Não houve modificações na t a b e l a TVC e na en t r a d a lógica do e l e m e n t o 4 ( v e r Apêndice B ) . T a b e l a s dinâmicas para TC=4 ( t a b e l a 4 . 6 ) . V e r i f i c a - s e a atualização da t a b e l a TVC e da e n t r a d a lógica do e l e m e n t o 4, na t a b e l a TVDT. 0 campo do tempo de a t r a s o do e l e m e n t o 4 i n -d i c a q u e , p a r a TC=5, a saí-da -do e l e m e n t o 4 mu-dara -de v a l o r lógico " 1 " para o v a l o r "0". T a b e l a s dinâmicas para TC=5 ( t a b e l a 4 . 7 ) . V e r i f i c a - s e , na t a b e l a TVDT, que a saída do e l e m e n t o 4 mudou do v a l o r lógico " 1 " para o v a l o r "0".

As saídas dos e l e m e n t o s 1 e 3 mudaram do v a -l o r -lógico "0" p a r a o v a -l o r " 1 " . Não houve atua-lização da ta

b e l a TVC.

T a b e l a s dinâmicas para TC=6 ( t a b e l a 4 . 8 ) . O b s e r v a - s e , na t a b e l a TVDT, que os campos de tempo de a t r a s o e de a m b i g u i d a d e do e l e m e n t o 4 tem o v a l o r 7. P o r t a n t o , para TC=7, a saída lógica do e l e m e n t o 4 mudara do v a l o r "0" para " 1 " . Observa-se a atualização da t a b e l a TVC.

modificações nas saídas lógicas dos e l e m e n t o s , a t e que h a j a uma mudança nos b a r r a m e n t o s de e n t r a d a .

A t a b e l a 4.11 m o s t r a TLSG para TC=8.

A t a b e l a TLSG i n d i c a o desenho dos e l e m e n t o s 1 , 2, 3 e 4. Esse desenho deve s e r f e i t o no traçador de grá-f i c o s ("PLOTTER") com 5 p o l e g a d a s de comprimento (grá-figura 4.2).

0 e l e m e n t o 1 mudará o seu v a l o r lógico de "0" para " 1 " em TC=5; o e l e m e n t o 2 de " 1 " para "0" em TC=3 ; * o e l e m e n t o 3 de "0" para " 1 " em TC=5; e o e l e m e n t o 4 de " 1 "

para "0" em TC=5 e de "0" para " 1 " em TC=7. T a i s informações estão armazenadas no campo de mudanças de e s t a d o s lógicos da t a b e l a TLSG.

4.3 - DETERMINAÇÃO DAS FALHAS

A f i g u r a 4.2 m o s t r a o desenho das saídas ló-g i c a s dos e l e m e n t o s do c i r c u i t o . Observa-se que e n t r e TC=5 e TC=7, a saída do e l e m e n t o 4 permanece com v a l o r lógico "0" . 0 v a l o r "0" na saída do e l e m e n t o 4 d e t e r m i n a a presença de fa_ l h a s no p r o j e t o do c i r c u i t o .

1 1 0 0 XI 1 « o TC=1 X2 1 -0 1 X3 o ~ 1 XC Q -TC=1 T D = 4 T A = 0

O

T D = 2

O -

1 T D = 4

E >

X1 X2X3XX F i g u r a 4.1 C i r c u i t o c o m b i n a c i o n a l e m t e s t e

5

ELEMENTO NUMERO ?. , SAIDA NUMERO i

3

ELEMENTO NUMERO 3 > SAIDA NUMERO 1

5

ELEMENTO NUMERO 4 , SAIDA NUMERO i

5 7

FIGURA 4.2

NUMERO DO ELEMENTO ENTRADAS DO ELEMENTO TD TA TIPO NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 5 6 7 8 TD TA TIPO 1 -10 -10 4 0 5 2 -10 -10 2 0 5 3 -10 -10 4 0 5 4 11 21 31 2 0 1 TABELA 4.1 T a b e l a TDS

N O M E R O DO E L E M E N T O N O M E R O D E E N T R A D A M U D A N Ç A S L Ó G I C A S 1 1 - 1 2 4 1 2 - 1 6 2 4 2 1 - 1 6 2 4 2 2 1 - 2 4 3 1 1 - 2 4 3 2 1 6 - 5 0 TABELA 4 . 2 T a b e l a T G E C

36

NOMERO DO ELEMENTO

VALORES LÓGICOS

ENTRADAS VALORES SAI ÍDAS LÓGICOS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 5 6 7 8 1

j

2 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 4096 0 5 5 2 20480 64 3 3 3 1 6384 0 5 5 4 4096 64 0 0 NUMERO DO ELEMENTO SAÍDAS LÓGICAS NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3 .4 1 0 2 8 3 0 4 8 TABELA 4.4 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=2

NUMERO DO ELEMENTO

VALORES LÓGICOS

ENTRADAS VALORES SAI ÍDAS LÓGICOS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3

j

4 5 6 7 8 1

1

2 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 4096 0 5 5 2 20480 0 3 3 3 1 6384 0 5 5 . 4 4096 64 0 0 NOMERO DO ELEMENTO SAÍDAS LÓGICAS NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 1 0 2 8 3 0 *4 8 TABELA 4.5 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=3

3 8 V A L O R E S L Õ G I C Õ S NUMERO DO ELEMENTO 1 E

il

RADAS 2 3 4 5 6 7 8 1 4096 20480 1 6384 V A L O R E S L Ó G I C O S SAÎDAS 64 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 » NUMERO DO ELEMENTO SAÍDAS LÓGICAS NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 1 0 2 0 3 0 4 8 TABELA 4.6 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=4

Coo:dennçGo Setorial de Fós-Graduação .

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NUMERO DE ELEMENTO

VALORES LÓGICOS

ENTRADAS VALORES LÓGICOS SAÍDAS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA NUMERO DE ELEMENTO 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 4096 64 5 5 2 20480 0 3 3 3 16384 64 5 5 • 4 0 0 5 5 NOMERO DO ELEMENTO SAÍDAS LÓGICAS NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 1 0 2 0 3 0 4 8 TABELA 4.7 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=5

40 NUMERO DO ELEMENTO VALORES EN1 LÓGICOS

rRADAS VALORES SA' rDAS LÓGICOS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3

j

_{4 5 6 7 8 1}

j

₂ 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 _{4096 64 5 5} 2 20480 0 3 3 3 16384 64 5 5 4 1 7408 0 7 7 NUMERO DO ELEMENTO SAIDAS LÖGICAS NUMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 \ 8 2 0 3 8 4 0 TABELA 4.8 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=6

HOMERO DO ELEMENTO

VALORES

ENT RADAS LÓGICOS VALORE-S LÓGICOS SAÍDAS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA HOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 5

j

6 7 8 1 2 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 4096 64 5 5 2 20480 0 3 3 3 1 6384 64 5 5 4 1 7408 64 7 7 1 ' NOMERO DO ELEMENTO SAÍDAS LÓGICAS NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 1 8 2 0 3 8 4 0 TABELA 4.9 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=7

42

NOMERO DO ELEMENTO

VALOR

E "s L RA }GlCOS DAS VALORES LÓGICOS SATDAS ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 ATRASO TC + TD AMBIGUIDADE TC + TD + TA 1 4096 64 5 ₅ 2 20480 0 3 3 3 1 6384 64 5 5 4 1 7408 64 7 7 NOMERO DO ELEMENTO SATDAS LÓGICAS NOMERO DO ELEMENTO 1 2 3 4 1 8 2 0 3 8 4 8 TABELA 4.10 T a b e l a s TVDT e TVC para TC=8

o

o

I—I O OO co O rO O O <C C I — <B CO "O UJ =3 O CO CO — -< Q 3 ) CO

o

o CS r— ₀₀ i — _ i > l — < _ 1 rO LU r— ca cu <C' . a h - (0 1 — O o; oo < Q «=C

<3

LU O CL. O LU <t oo O

o

Q LU _J LU

C A P I T U L O V

A N Á L I S E D E UM C I R C U I T O S E Q U E N C I A L

• . ' /

5.0 - INTRODUÇÃO

O c a p i t u l o m o s t r a a análise de um c i r c u i t o ^ s e q u e n c i a l p e l o método c o n v e n c i o n a l ( 3 ) e p e i o uso do s i mui a_

d o r ( V ) .

A análise c o n v e n c i o n a l u t i l i z a a t a b e l a de transição do c i r c u i t o . Sugere-se um método de determinação das c o r r i d a s críticas, a p a r t i r do método c o n v e n c i o n a l , usajn do-se c o m p u t a d o r e s d i g i t a i s .

A análise p e l o s i m u l a d o r d e t e r m i n a c o r r i d a s críticas e m o s t r a como evitá-las.

5.1 - ANALISE CONVENCIONAL

68.100 - Campina Grande - /'amíOa

assíncrono com duas e n t r a d a s , XI e X2.

A t a b e l a 5.1 m o s t r a a t a b e l a de transição do c i r c u i t o da f i g u r a 5 . 1 .

Da:, anal i se da tabela 5.1, o b s e r v a s e que, t e n d o -se, X1X2=11 e Y1Y2=01, no e s t a d o estável, com mudança de X1X2=11 para X1X2201, segue-se que Y1Y2 podem mudar para os e s t a d o s lógicos m o s t r a d o s na f i g u r a 5.2. Essa análise d e t e r -mina d o i s e s t a d o s estáveis para Y1Y2. A mudança para esses es t a d o s depende dos a t r a s o s nas mudanças de Y1Y2. Em conclusão: n o t a - s e uma c o r r i d a c r i t i c a na variação de X1X2=11 para X1X2 = 01 .

5 . 2 - DETECÇÃO DE CORRIDAS CRITICAS PELO SIMULADOR

A análise de c i r c u i t o s s e q u e n c i a i s usando o programa s i m u l a d o r , b a s e i a s e nos d i f e r e n t e s tempos de a t r a -so dos e l e m e n t o s . V a r i a n d o - s e o tempo de a t r a s o nas malhas de r e a l i m e n t a ç ã o , obtêm-se e s t a d o s d i f e r e n t e s para Y1Y2. Quaji do as mudanças de e s t a d o de Yl Y2 f o r e m simultâneas, um aumeri_ t o no tempo de a t r a s o de algum e l e m e n t o na malha de r e a l i m e j i tação implicará numa possível mudança de e s t a d o estável de

Y l Y2.

A f i g u r a 5.3 m o s t r a as saídas do c i r c u i t o con s i d e r a n d o - s e TA=0 em t o d o s os e l e m e n t o s . Usou-se o programa

s i m u l a d o r , SIMUL . Obaserva-se para TC=10 a mudança simultâ-nea dos e s t a d o s de Y1Y2. V a r i a n d o - s e o tempo de a t r a s o dos e l e m e n t o s na malha de realimentação, obtem-se o e s t a d o dese-j a d o no p r o dese-j e t o do c i r c u i t o .

Para se d e t e r m i n a r a c o r r i d a c r i t i c a usando-se a m b i g u i d a d e , c o n s i d e r a - s e TA=1 em t o d o s os e l e m e n t o s do c i r c u i t o (ou nos e l e m e n t o s da malha de realimentação) . A . f i g u r a 5.4 m o s t r a a r e s p o s t a do c i r c u i t o para TA = 1 . V e r i f i c a -se que Yl permanece em a m b i g u i d a d e e n t r e TC=10 e TC=13, e Y2 permanece em a m b i g u i d a d e e n t r e TC=10 e TC=12. E n t r e TC=10 e TC = 12, uma das e n t r a d a s do e l e m e n t o 8 tem o v a l o r lógico " 1 " , e as o u t r a s duas estão em a m b i g u i d a d e . P o r t a n t o , e n t r e TC=14 e TC=17, a saída do e l e m e n t o 8 está em a m b i g u i d a d e . A região de a m b i g u i d a d e nc saTda do e l e m e n t o 8 f a z com que, e n t r e TC = 20 e TC = 24, a saída do e l e m e n t o 10 permaneça em ambiguida_ de. Esta a m b i g u i d a d e na saTda do e l e m e n t o 10 é chamada região

p o t e n c i a l de e r r o .

0 s i m u l a d o r d e t e r m i n a c o r r i d a s c r i t i c a s p e l a indicação de uma região p o t e n c i a l de e r r o numa das malhas de realimentação do c i r c u i t o .

5.3 - CONCLUSÕES

t o d o c o n v e n c i o n a l ( t a b e l a s de transição), ã p r i m e i r a v i s t a , parece s e r s i m p l e s , mas, para c i r c u i t o s com mais de três excitações, o método c o n v e n c i o n a l t o r n a s e c o m p l i c a d o . V e r i f i -ca-se então a n e c e s s i d a d e de se u t i l i z a r c o m p u t a d o r e s para essa determinação. Um método de d e t e r m i n a r c o r r i d a s c r i t i c a s a p a r t i r da t a b e l a de transição, usando-se c o m p u t a d o r e s , é p e l a determinação de uma mudança de e s t a d o para uma c o l u n a em que h a j a mais de um e s t a d o estável de excitações. A t e n t e -se para o f a t o de que a mudança das e n t r a d a s s e j a para um es^ tado instável das excitações.

A determinação de c o r r i d a s c r i t i c a s p e l o s i -m u l a d o r te-m a vantage-m de i n d i c a r as correções possíveis no c i r c u i t o . A d i c i o n a n d o - s e a t r a s o s aos e l e m e n t o s do c i r c u i t o , ^obtem-se o f u n c i o n a m e n t o d e s e j a d o .

U U i V K « S f I A n F M P " • I M PA R A I B A

P_itV»]<<-it< ria Para iVspiir.oj <'1 I w - r i o r '

v 4 8

Rua'Aprígio Veloso. 832 • Te] (CS3J 32] 722.2-H 355

58.100- Campina Gn; . /f - Paraíba

X I X 2 Y i y 2 0 0 01 11 m Y i y 2 0 0 01 10 01

©

01

©

10

©

0 0 11 01

©

©

0 0 10 ' 01

©

11 0 0 Y1 Y 2 T a b e l a d e t r a n s i ç ã o T a b e l a 5.1 0 0 Y 1 Y 2 = 0 1 10 11 F i g u r a 5 2 M u d a n ç a s d e e s t a d o d e Y1 Y 2

ELEMENTO NUMERO G , SAIGA NLJMERO

5 0 í

0

o

i 1 5

0

ELEN/ENTC NUMERO 7 • SAIDA NUMERO 1

ELEMENTO NUMERO S : SAIDA NUMERO

G LA

ELEMENTO NUMERO

c

3 , SAÍDA NUMERO i

0

G iO

ELEMENTO NUMERO iO » SAIGA NUMERO i

i

0

G

SO F i g u r a 5.3 SaicL.s para TC = 0

iVpfí^BIRLIOTF^A./PBul

ol I

O

A

5

ELEMENTO NUMERO 7 > SAIGA NUMERO i

1

01

o

ELEMENTO NUMERO 9 > SAIGA NUMERO 1

1

0

o

17

20 24

ELEMENTO NUMERO 3 > SAIGA NUMERO -1

10 13

ELEMENTO NUMERO 1C * SAIGA NUMERO i

2'

F i g u r a 5.4 Saidas para TC = 1

CAPÍTULO V I

C O N C L U S Õ E S

i 6 . 0 - INTRODUÇÃO

O capítulo f a z uma comparação e n t r e os o b j e -t i v o s d e s e j a d o s no início d e s -t e -t r a b a l h o e os r e s u l -t a d o s obt i d o s . D i s c u obt e a l g u n s a s p e c obt o s r e l a obt i v o s â a n a l i s e de s i s obt e -mas d i g i t a i s .

6 . 1 - RESULTADOS DO MODELO DE TABELAS DE ACIONAMENTO

A m a i o r desvantagem das t a b e l a s de acionamen t o , no s e n t i d o de economia de memória, é" que a q u a n t i d a d e de memoria r e s e r v a d a é f i x a para t o d o s os e l e m e n t o s , causando dispêndio de m e m ó r i a , p o i s não são normalmente necessárias na descrição dos e l e m e n t o s . Por exemplo: r e s e r v a m - s e q u a t r o saí

f a c i l m e n t e d e t e r m i n a d a , através de uma declaração i n d e x a d a (7) de alguma l i n g u a g e m científica.

0 computador u t i l i z a d o na simulação f o i de pequeno p o r t e , um IBM 1130. A limitação na memória desse computador r e d u z i u a c a p a c i d a d e de s i m u l a r os e l e m e n t o s , de t e r m i n a n d o , como q u a n t i d a d e ótima, 4 e n t r a d a s e 8 saídas lóg i c a s nos e l e m e n t o s . Além d i s s o , forçou o uso de uma l i n lóg u a -gem "ASSEMBLY" para poder r e p r e s e n t a r essas e n t r a d a s e saí-das 1õgi cas (7) '

A lógica do s i m u l a d o r é m o s t r a d a na f i g u r a B.l (Apêndice B ) . Sendo o o b j e t i v o p r i n c i p a l d e s t e t r a b a l h o a determinação de f a l h a s em s i s t e m a s d i g i t a i s , o programa s j _ m u l a d o r não c o n s i d e r o u o caso em que TD=0. A análise de um s i s t e m a em que se d e s e j e TD=0, pode s e r f e i t a através de um programa s e m e l h a n t e ao SIMUL.

6.2 - MODELOS ESPECIAIS DE ANALISE DE SISTEMAS DIGITAIS

5 4

a n a l i s a r c i r c u i t o s de e l e m e n t o s d i s c r e t o s ( r e s i s t o r e s , t r a n -s i -s t o r e -s , c a p a c i t o r e -s , d i o d o -s ) . 0 mai-s c o n h e c i d o Ó o ECAP(8).

A p a r t i r desses modelos, d e s e n v o l v e u - s e a

análise de s i s t e m a s d i g i t a i s p e l a consideração de um b l o c o lógico como um c o n j u n t o de e l e m e n t o s d i s c r e t o s . Um desses mo d e l o s c o n s i d e r a , para a representação de um b l o c o lógico, um c i r c u i t o composto de c a p a c i t o r e s e de r e s i s t o r e s , p o i s , sabe -se que um c i r c u i t o RC tem uma característica e x p o n e n c i a l se_ m e l h a n t e ã de mudança de e s t a d o de um c i r c u i t o d i g i t a l (9) . A

característica de s i s t e m a d i g i t a l o b t i d a com o uso de c i r c u j i . tos RC, pode s e r usada para a criação de d i v e r s o s b l o c o s que representarão o s i s t e m a d i g i t a l ( 1 0 ) . Um s i s t e m a com estaana

l i s e 5 m u i t o d i s p e n d i o s o ( q u a n t i d a d e de memór i a, tempo deexe_ ^ c u ç ã o ) ; a sua " p e r f o r m a n c e " é i n f e r i o r a do s i m u l a d o r aqui

d e s e n v o l v i do.

6 . 3 - COMENTÁRIOS

0 programa s i m u l a d o r m o s t r o u s e r e f i c a z na análise de s i s t e m a s d i g i t a i s , mas, para um bom f u n c i o n a m e n t o n e c e s s i t a de d e s e n v o l v i m e n t o de um s i s t e m a que f a c i l i t e a ob_ tenção de dados para o seu p r o c e s s a m e n t o . 0 capítulo 7 d e s -c r e v e um s i s t e m a -com e s t e o b j e t i v o .

•

I

C A P I T U L O V I I / S U G E S T Õ E S 7.0 - INTRODUÇÃO

O c a p i t u l o sugere um s i s t e m a baseado no Simu

t

1 a d o r. 0 s i s t e m a c o n s i s t e de l i n g u a g e n s (uma a p a r t i r do de-senho do c i r c u i t o e a o u t r a p e l a s equações b o o l e a n a s que dejs crevem o c i r c u i t o ) para a preparação de dados necessários ao S i m u l a d o r , e de um programa para desenhar o c i r c u i t o a pa_r t i r da t a b e l a de descrição do s i s t e m a .

7.1 - LINGUAGEM L I P S I

Um dos problemas em simulação é a construção de uma l i n g u a g e m para s i m p l i f i c a r a transmissão de dados en-t r e o usuário e o programa s i m u l a d o r . A l i n g u a g e m s u g e r i d a a q u i será chamada de L I P S I .

5 6

A f i g u r a 7.1 m o s t r a um c i r c u i t o usado como exemplo.

A f i g u r a 7.2 m o s t r a as declarações da lingua_ gem L I P S I para o c i r c u i t o da f i g u r a 7 . 1 .

7.2 - LINGUAGENS PREQS e LINKS

Linguagem de preparação de dados para o simu_ l a d o r a p a r t i r das equações b o o l e a n a s usadas na descrição do 1 c"i r c u i t o .

A f i g u r a 7.3 m o s t r a a e n t r a d a de dados para o PREQS a p a r t i r das equações b o o l e a n a s do c i r c u i t o da f i g u -ra 7 . 1 .

L I N K S é uma l i n g u a g e m de ligação e n t r e a

PREQS e o SIMUL. As informações f o r n e c i d a s , i n i c i a 1 mente, pe l a s equações b o o l e a n a s , não são c o m p l e t a s para o f u n c i o n a m e j i t o do SIMUL.

P R E Q S m o s t r a ao usuário, p o r meio de l i s t a

-gem da t a b e l a de descrição do c i r c u i t o , os e l e m e n t o s que vão ser usados na análise do s i s t e m a . Estas informações são arma_ zenadas e d e p o i s c o m p l e t a d a s p e l a LINKS. A compl ementação pe_r m i t e a chamada do SIMUL. Há uma semelhança e n t r e LINKS e

7 . 3 - PROGRAMA LISCI

Desenho do c i r c u i t o usando-se o traçador de gráficos ("PLOTTER") ( * ) .

0 Desenho do c i r c u i t o é f e i t o a p a r t i r da ta_ b e l a de descrição do s i s t e m a (TDS).

A preparação do c i r c u i t o e o seu s u b s e q u e n t e desenho i f e i t o p o r meio das e t a p a s a b a i x o .

E t a p a 1 Determinação, a p a r t i r da TDS, dos b a r r a m e n -t o s do s i s -t e m a , desenhá-los. E t a p a 2 Determinação da p r i m e i r a c o l u n a do c i r c u i t o , d e s e n h a r os e l e m e n t o s da c o l u n a . E t a p a 3 Desenhar as c o l u n a s s u b s e q u e n t e s de a c o r d o com a sua formação a p a r t i r da TDS.

A f i g u r a 7.5 m o s t r a o s i s t e m a com as l i n g u a -gens L I P S I , PREQS e LINKS, e o programa L I S C I .

1 X1 o X 2 1 O X 3 1 O TC=1 TC=1 TC=1 X3 T D = 2 TA=1 1 T D = 3 T A = 1 F i g u r a 7.1 T D = 3 T A = 1

O

C i r c u i t o e x e m p l o

// XEQ L I P S I * INICIO

* IMPRIMA 0 PROGRAMA FONTE

C PROGRAMA EXEMPLO NA PREPARAÇÃO DE DADOS PARA O SIMUL C A PARTIR DO CIRCUITO DA FIGURA 7.1

NÚMERO DE ELEMENTOS 3

ELEMENTO 1 , AND, TD=2, TA=1 ENTRADAS X3, X2

ESTÁVEL 1,1,1

C VALORES LÜGICOS I N I C I A I S DE ENTRADA " 1 " e " 1 " , SAÍDA " 1 " ELEMENTO 2, OR, TD=3, TA=1

ENTRADAS XI , X3

_h ESTÁVEL 0,1,1

f-í^- ELEMENTO 3, EXCLUSIVE-OR, TD = 3, TA = 1 ENTRADAS ELEMI, ELEM2

ESTÁVEL 1,1,0 XI 1 , -5

X2 -1 , 5 X3 -1 , 5

TIN=0, TFIM=10, TINC=1 FIM EXECUTE * IMPRIMA ELEMENTOS 1,2,3 •IMPRIMA TABELAS * FIM DE EXECUÇÃO // XEQ SIMUL f i g u r a 7.2 LINGUAGEM L I P S I

// XEQ PREQS • I N I C I O

•IMPRIMA O PROGRAMA FONTE

Z 1 = ( X 2 * X 3 ) O ( X 1 + X 3 )

EXECUTE

•IMPRIMA TABELA DE DESCRIÇÃO •FIM

f i g u r a 7 . 3 LINGUAGEM PREQS

ELEM 1 , TD = 3, TA = 1 ESTÁVEL 1 ,1 ,1 ELEM 2,TD=3, TA=1 ESTÁVEL 0,1 ,1 ELEM 3, TD=3, TA=1 ESTÁVEL 1,1,0 f XI 1 , -5 X2 -1 , 5 X3 -1 , 5

TIN=0, TFIM=10, TINC=1 FIM EXECUTE •IMPRIMA ELEMENTOS 1,2,3 •FIM DE .EXECUÇÃO // XEQ SIMUL f i g u r a 7.4 LINGUAGEM LINKS

/

d a d o s f P R E C X S t a b e l a s ^ J a d o s d a d o s L I N K S t a b e l a s s a i d a s d e m e n t F i g u r a 7.5

: LIPSI

SIMUL

LI SCI

: LIPSI

SIMUL

LI SCI

f l o t t e r y

SIMULAÇÃO DOS E L E M E N T O S LÓGICOS

A . l - ELEMENTO LÕGICO "AND

, 0 c i r c u i t o lógico "AND" (5 ) terá saTda "1 "

quando t o d a s as e n t r a d a s t i v e r e m o v a l o r " 1 " ; se houver p e l o menos uma e n t r a d a com v a l o r "0", a saTda terá o v a l o r lógico

"0". M a t e m a t i c a m e n t e , a saTda do c i r c u i t o terá v a l o r lógico de saTda i g u a l a multiplicação dos v a l o r e s lógicos de e n t r a -da, i s t o e, c o n s i d e r a n d o - s e a álgebra v a l o r lógico " 1 " vezes

"0" i g u a l a " 0 " , v a l o r lógico " 1 " vezes v a l o r lógico " 1 " i g u a l a " 1 " .

Usandose a l i n g u a g e m FORTRAN obtemse o s e -g u i n t e t r e c h o de p r o -g r a m a :

C ENTRADA - VALOR LÓGICO DE ENTRADA C SATDA - VALOR LOGIDO DE SAlDA C N - NUMERO DE ENTRADAS

SAÍDA = 1 DO 10 1 = 1 , N

6 4

- - SAÍDA = SAÍDA + ENTRADA ( I ) i 1 0 CONTINUE IF (SAÍDA - N) 2 0 , 3 0 , 2 0 2 0 SAÍDA = O j GO TO 4 0 3 0 SAÍDA = 1 4 0 CONTINUE

A . 2 - ELEMENTO LÓGICO "OR

O c i r c u i t o lógico "OR" terá saTda " 1 " quando ao menos uma das suas e n t r a d a s t i v e r o v a l o r " 1 " . Matemática^ mente, a saída do c i r c u i t o terá o v a l o r de saída i g u a l a com paração da soma dos v a l o r e s de e n t r a d a com z e r o . Se i g u a l a z e r o , a saída terá o v a l o r " 0 " ; se d i f e r e n t e ( m a i o r ) , terá o v a l o r " 1 " . C o n s i d e r a n d o - s e a álgebra d e s e n v o l v i d a acima com algumas modificações, obtem-se t r e c h o a d i a n t e de um programa FORTRAN: K = 0 DO 10 1 = 1 K = K + ENTRADA Çl) 1 0 CONTINUE IF ( K ) 20, 3 0 , 20 3 0 SAIDA=0 GO TO 40 2 0 SAÍDA = -1 4 0 CONTINUE

Os e l e m e n t o s "NOR", "NAND" e "NOT" podem s e r s i m u l a d o s da mesma m a n e i r a que "AND" e "OR".

sua simulação, podemos u s a r uma análise matemática semelhan-t e ã dos c i r c u i semelhan-t o s lógicos "AND" e "OR". A saída da função terá o v a l o r lógico " 1 " quando as e n t r a d a s t i v e r e m número im par de " 1 " ; caso contrário, a saTda terá v a l o r lógico "0".Pe_ l a s mesmas considerações das análises a n t e r i o r e s , obtem-se o t r e c h o que segue de um programa FORTRAN:

K=0 DO 10 1=1,N . , K= K+ENTRADA(I) 10 CONTINUE I F ( K - 2 * ( K / 2 ) ) 2 0 , 3 0 , 2 0 20 SAIDA=1 GO TO 40 30 SAIDA=0 40 CONTINUE

A.4 - ELEMENTO LÓGICO "FULL-ADDER"

A f i g u r a Al m o s t r a um b l o c o lógico "FULL-ADDER". A sua t a b e l a de v e r d a d e está na t a b e l a A l .

A n a l i s a n d o - s e a t a b e l a A l , v e r i f i c a - s e que a soma das t r e s e n t r a d a s e o "CARRYOUT" podem s e r d e t e r m i n a d a s m a t e m a t i c a m e n t e , como o f o r a m os e l e m e n t o s a n t e r i o r e s . 0 t r e cho de programa FORTRAN a b a i x o m o s t r a como podem s e r d e t e r m i nados a soma e o "CARRYOUT".

CARRY0UT=0 SOMA=CARRYIN+A+B IF(S0MA-2)40,20,30 20 S0MA=0 CARRY0UT=1 GO TO 40 30 S0MA=1 CARRY0UT=1 MO CONTINUE

A.5 - FLIP-FLOP TIPO-D

0 f l i - f l o p t i p o - D é c a r a c t e r i z a d o p o r uma üni_ ca e n t r a d a (D)- e uma e n t r a d a do " c l o c k " .

Possui duas saídas (Q e Q") . Pode t e r c o n t r o -l e assíncrono na e n t r a d a do re-lógio. Possui duas e n t r a d a s de c o n t r o l e "CLEAR" e 'PRESET". Quando.houver o v a l o r "0" numa das e n t r a d a s de c o n t r o l e , a operação do d i s p o s i t i v o Ó i n i b j _ da a saída v a i para e s t a d o " 1 " ou " 0 " , dependendo da e n t r a d a p r e s e n t e .

A operação do f l i f l o p ( f i g . A.2) é a n a l i s a -da p e l a t a b e l a -da ver-dade ( t a b e l a A . 2 . ) . 0 e s t a d o -da e n t r a d a

"D" m o s t r a - s e a n t e s do " c l o k i n g " , e o e s t a d o da saída Q, após o "cíoking".

0 t r e c h o do programa FORTRAN, a b a i x o aponta a simulação do " f l i p - f l o p " t i p o - D .

C- CLEAR = 0, Q = 0, Q = 1 C PRESET = 0, Q = 1 , TJ = 0

C CLOCK 1 VALOR ANTERIOR DE CLOCK

C CLOCK = 1 , MUDA ESTADO DE Q E TT SE CLOCK 1 = 0 IF (CLEAR) 2 0 , 1 0 , 20 10 Q = 0 GO TO 60 20 I F (PRESET) 4 0 , 3 0 , 40 30 Q = l 7T = 0 GO TO 60 40 IF(CL0CK 1 ) 6 0 , 4 5 , 60 45 IF(CLOCK) 5 0 , 6 0 , 50 50 Q = D Q = 11 - D 60 CONTINUE CLOCK 1 = CLOCK

CARRY IN o-A o B o--o CARRYOUT -o SOMA F i g u r a A . I Fui 1 - a d d e r

CARRYIN B A CARRYOUT SOMA

0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 ' 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 T a b e l a A . l T a b e l a da verdade Fui 1 - Adder

F F -o Q -o Q

ii

CLEAR FIGURA A.2 " F l i p - f l o p " t i p o - D * n+l D _Q 0 1 0 1 TABELA A.2 T a b e l a da Verdade " F l i p - f l o p " t i p o - D

%

\

*

APÊNDICE B DESCRIÇÃO DO PROGRAMA S I M U L A D O R B.l - FLUXOGRAMA DO SIMULADOR A f i g u r a R.l m o s t r a o f l u x o g r a m a do f u n c i o n a _ ^mento do s i m u l a d o r (programa SIMUL).

Os b l o c o s descrevem s u c i n t a m e n t e as e t a p a s de obtenção de dados e de execução do programa SIMUL.

A numeração ao l a d o dos b l o c o s é" usada na anã l i s e d o f l u x o g r a m a .

B.2 - ANALISE DOS BLOCOS

B l o c o 1 - Mostra a e n t r a d a de dados - v i a 1 ei_ t o r a de cartões - necessários ao f u n c i o n a m e n t o do s i m u l a d o r .

B l o c o 2 - M o s t r a a preparação das t a b e l a s de a c i o n a m e n t o .

B l o c o 3 - A t r i b u i v a l o r i n i c i a l a TC.

B l o c o 4 - A t u a l i z a as e n t r a d a s dos e l e m e n t o s

de a c o r d o com a t a b e l a TGEC.

B l o c o 5 - Compara os v a l o r e s lógicos de

saí-da dos e l e m e n t o s . A comparação 5 f e i t a e n t r e os v a l o r e s armazenados na TVC e TVDT.

B l o c o 6 - I n d i c a que, d e v i d o ã mudança na saT_

da do e l e m e n t o , os e l e m e n t o s c u j a s e n t r a d a s sejam encadeadas com a saT_ da do e l e m e n t o que v a r i o u , devem mudar o seu v a l o r lógico de e n t r a -da .

B l o c o 7 - M o s t r a a atualização da t a b e l a TVC.

A atualização depende da mudança na saída do e l e m e n t o . Só haverá atualização se não houver a m b i g u i -dade na saída da TVDT. B l o c o 8 - I n c r e m e n t o em TC. * B l o c o 9 - T e s t e de TC com o tempo f i n a l de a n a l i se. B l o c o 1 0 - M o s t r a modificação, após a v a r i a

ção de TC, das saídas dos e l e m e n t o s armazenados na TVDT. A m o d i f i

-•

7 2

cação é f e i t a de a c o r d o com TD e

T A .

B l o c o 1 1 - Atualização da t a b e l a TLSG.

B l o c o 1 2 - 0 relatório pode s e r das t a b e l a s de

a c i o n a m e n t o através de uma i m p r e s -sora de p a p e l , ou desenho, p e l o "PLOTTER", da variação dos v a l o r e s lógicos de saTda dos e l e m e n t o s .

a t u a l i z a T G E C 5 S I M N A O a t u a l i z a e n t . T V D T I a t u a l i z a T V C

I

TC=TC+TINCR F i g u r a B.1 F l u x o g r a m a d o s i m u l a d o r m o d i f . T V D T u s a T D e T A

I

a t u a l i z a T L S G

ZZ3—

10 i i

(

f i m

)

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U H l V E R S I D A O E F E D F R / w n .