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TP révision

A la fin de la séance, vous ferez parvenir à votre chargé de TD un compte rendu au format pdf des résultats que vous aurez obtenus durant la séance.
arnaud.carayol@univ-mlv.fr ou guillaume.blin@univ-mlv.fr

Exercice 1 - Anatomie d'une bascule

L'objectif de cet exercice est de vérifier les propriétés des bascules qui ont été présentées en cours. Ceci sera fait en utilisant le logiciel Hades (qui se lance à l'aide de java -jar hades.jar). Nous commencerons par étudier la bascule RS dans ses différentes versions: avec des portes NOR (RSNor.hds), des portes NAND (RS.hds) et synchrone (RST.hds).

Pour chacune des versions de la bascules RS,

Donner, après avoir vérifier avec hades, les tables de transitions.

Observons maintenant la version utilisant le concept de Maître-Esclave.

Rappeler brièvement le principe d'une telle configuration.
Etudier le circuit correspondant (RST-ME.hds) et préciser les différentes propriétés d'une telle bascule.
Etudions maintenant une propriété qui a été passé sous silence en cours.
Ralentisser l'horloge (click droit sur l'horloge puis edit) en passant sa période à 4 secondes.
Quelle est la propriété de cette bascule qui ne vous a pas été donnée en cours ?

Etudions maintenant les bascules (D.hds), JK (JK.hds) et T (T.hds).
Pour chacune de ces bascules,

Donner la table de transition ainsi qu'une description de leur fonctionnement.

Exercice 2 - Synthèse de circuit - mode d'emploi

L'objectif de cet exercice est de fournir un algorithme général pour la synthèse d'un circuit. Nous commencerons par étudier un circuit dont le comportement correspond à afficher en binaire, de manière synchronisée sur une horloge, la séquence suivante : 0,1,2,3 (une seule fois).

Vérifier que le circuit suivant (cpt.hds) exécute bien le comportement souhaité.

Voyons l'algorithme qui a permis sa conception.

La première étape consiste à définir le comportement souhaité à l'aide d'un diagramme d'états.
Dans ce cas préçis, nous avons les quatres états suivant:
Etat 1 : afficher 0,
Etat 2 : afficher 1,
Etat 3 : afficher 2,
Etat 4 : afficher 3.
L'état 4 est considéré comme final puisqu'une fois atteint on ne le quitte plus.
Le changement de l'état i à l'état i+1 se fait de façon synchronisée sur l'horloge (i.e. pas de signal supplémentaire).
Quelque soit le type des bascules que l'on veut utiliser, il faut d'abord déterminer leur nombre. Pour se faire, il suffit de coder en binaire chaque état ; le nombre de bits nécessaires au codage correspond au nombre de bascules.
Ici on peut par exemple utiliser le codage suivant :
Etat 1 = 00,
Etat 2 = 01,
Etat 3 = 10,
Etat 4 = 11,
On en déduit qu'il faut 2 bascules pour synthétiser notre circuit.
Chaque état va être représenté par la sortie des deux bascules de notre circuit. Par la suite, nous considérerons que la bascule B0, resp. B1, représente le bit de poids fort, resp. faible. Par exemple, l'état 2 est représenté par une valeur de sortie à 0 pour B0 et 1 pour B1.
Il nous faut maintenant traduire le diagramme d'état en une table de transition.
Dans notre cas,
En supposant que l'on souhaite utiliser des bascules T pour synthétiser notre circuit, il nous faut calculer les entrées à appliquer à ces bascules afin d'avoir le changement de sortie codé dans la table de transition.
Dans notre cas, si la sortie reste inchangée (resp. change) il faut un 0 (resp. 1) en entrée de la bascule correspondante.
Ce qui nous donne,
Il suffit alors de simplifier par la méthode de Karnaugh pour trouver quelles sont les entrées de nos deux bascules.
Il ne reste plus qu'à calculer la sortie pour chaque état. Dans notre cas, la sortie correspond exactement au codage des états. Il n'y a donc rien à faire.

Proposer les modifications nécessaires pour obtenir successivement les améliorations suivantes

On souhaite un compteur cyclique; i.e. 0,1,2,3,0,1,...
On souhaite que le circuit affiche maintenant 1,2,3,4,1,2,3,.. doit-on tout refaire ? Proposer le minimum de modifications pour obtenir ce résultat.
Proposer une version utilisant des bascules D et une version utilisant des bascules JK.