EX-3 EX-3 組合邏輯與順序邏輯的差異組合邏輯與順序邏輯的差異

國立宜蘭大學電機工程系

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電機工程系電機工程系

彭世興教師 編製彭世興教師 編製

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1. 組合邏輯與順序邏輯的電路差異

輸入

輸出

組合邏輯OR , AND, ….

輸入

輸出

順序邏輯

時間( 順序 )

RS , JK 正反器 , ….

組合邏輯沒有時序信號 CLK 而順序邏輯有時序信號 CLK

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2. 組合邏輯的特性

Y=X1+X2+X3

X3

X2

X1

輸入

輸出

組合邏輯 輸入改變輸出馬上改變

為並行性 ( 同時性 ) 處理方式

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3. 順序邏輯的電路特性

順序邏輯 輸入改變輸出不會馬上改變

為順序性 ( 非同時性 ) 處理方式

輸入

輸出

X2

CK

X1

Q

QSET

CLR

S

R

Y

順序邏輯要有時間信號 (CK)

4. 組合邏輯的查表法設計方式

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a. 邏輯語法描述

LED0 <= notswa AND notswb AND notswc ;

b. “when … else” 指令描述

LED _out(0) <= ‘1’ when sw_in = “000” else ‘0’;

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“when … else” 為組合邏輯指令不能用於順序邏輯的描述

ARCHITECTURE behavior OF ex2 IS

BEGIN

LED _out(0) <= ‘1’ when sw_in = “000” else ‘0’;

LED _out(1) <= ‘1’ when sw_in = “001” else ‘0’;

LED _out(2) <= ‘1’ when sw_in = “010” else ‘0’;

LED _out(3) <= ‘1’ when sw_in = “011” else ‘0’;

LED _out(4) <= ‘1’ when sw_in = “100” else ‘0’;

LED _out(5) <= ‘1’ when sw_in = “101” else ‘0’;

LED _out(6) <= ‘1’ when sw_in = “110” else ‘0’;

LED _out(7) <= ‘1’ when sw_in = “111” else ‘0’;

END behavior;

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5. 邏輯電路的資料屬性語法描述：

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6. 邏輯電路的訊號屬性語法描述：

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7. 順序邏輯敘述的方法

VHDL 順序敘述的方法只能出現在process 、 procedure 、 function 中

Process 藉由 signal 或 port 與外部連接

procedure 、 function 為副程式陳述其中 function 只能回傳一個值 procedure 能回傳多個值

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Label ： process ( 所有條件訊號 )

begin

順序性行為描述 ;

end process ;

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在 process 的所描述的行為模式內皆為

順序性處理其基本語法如下：

條件訊號有變化時 pro

cess才會執行

process 的敘述 若沒有 if 及 wait 指令時

process 的敘述 有 if 及 wait 指令時

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為順序邏輯指令 條件訊號有變化時 process 才會執行一次

為組合邏輯指令輸入改變輸出馬上改變

程式的架構 Architecture 部份為： process ( CK )

begin

if ( CK’ event ) and ( CK = ‘ 0 ’ ) then

Q <= Q+1 ;

end if ;

end process;

CK

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下緣觸發

8. 以 if … then …end if 指令設計一個下緣觸發的 計數器：

CK’ event = CK 變化時

CK

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上緣觸發

9. 以 if … then …end if 指令設計一個上緣觸發的 計數器：

程式的架構 Architecture 部份為： process ( CK )

begin

if ( CK’ event ) and ( CK = ‘ 1 ’ ) then

Q <= Q+1 ;

end if ;

end process;

10. 計數器的電路設計

count

CLK

Q0

Q1

Q2

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計數器的電路設計屬於順序敘述的方式 ( 有時間先後關係 ).

CLKQ0

Q1

Q2

開始計數 ÷ 2

÷ 4 ÷ 8

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4.7K

4.7K

Vcc

key

FPGASpartan3

LED_out(0)LED_out(1)

LED_out(7)

練習題目 3 ：利用一個按鍵開關控制 8 個 LED 輪流亮滅

countKEY

LED_out(0)LED_out(1)

LED_out(7)

控制方塊圖

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vhd 程式檔

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