ИЭЭЭ 1164
 | Тема этой статьи Википедии может не соответствовать общему правилу по известности . ( январь 2018 г. ) |
| Характер | Ценить |
|---|---|
'U' |
неинициализированный |
'X' |
сильный драйв, неизвестное логическое значение |
'0' |
сильный драйв, логический ноль |
'1' |
сильный драйв, логика одна |
'Z' |
высокий импеданс |
'W' |
слабый драйв, неизвестное логическое значение |
'L' |
слабый драйв, логический ноль |
'H' |
слабый драйв, логика одна |
'-' |
плевать |
Стандарт IEEE 1164 ( система многозначной логики для совместимости моделей VHDL ) — это технический стандарт, опубликованный IEEE в 1993 году. Он описывает определения логических значений, которые будут использоваться в автоматизации электронного проектирования , для языка описания аппаратного обеспечения VHDL . [2] Его спонсором выступил Комитет по стандартам автоматизации проектирования Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Усилия по стандартизации были основаны на передаче декларации типа Synopsys MVL-9.
Основной тип данных std_ulogic (стандартная неразрешенная логика) состоит из девяти символьных литералов (см. таблицу справа). [1] Эта система предлагала полезный набор логических значений, которые типичные логические конструкции КМОП могли реализовать в подавляющем большинстве ситуаций моделирования, в том числе:
'Z'литерал, упрощающий буфера с тремя состояниями логику'H'и'L'слабые приводы, позволяющие реализовать логику проводного И и проводного ИЛИ .'U'для значения по умолчанию для всех объявлений объектов, чтобы во время моделирования неинициализированные значения можно было легко обнаружить и, следовательно, легко исправить при необходимости.
В VHDL разработчик оборудования делает объявления видимыми с помощью следующего: library и use заявления:
library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
Использование значений в моделировании
[ редактировать ]Использование 'U'
[ редактировать ] Многие инструменты моделирования языка описания аппаратного обеспечения (HDL), такие как Verilog и VHDL , поддерживают неизвестное значение, подобное показанному выше, во время моделирования цифровой электроники . Неизвестное значение может быть результатом ошибки проектирования, которую разработчик может исправить перед синтезом в реальную схему. Неизвестное также представляет собой неинициализированные значения памяти и входные данные схемы до того, как симуляция установит, каким должно быть реальное входное значение.
Инструменты синтеза HDL обычно создают схемы, работающие только на двоичной логике.
Использование '-'
[ редактировать ] При проектировании цифровой схемы некоторые условия могут выходить за рамки цели, которую будет выполнять схема. Таким образом, дизайнера не волнует, что произойдет в этих условиях. Кроме того, возникает ситуация, когда входные сигналы схемы маскируются другими сигналами, поэтому значение этого входа не влияет на поведение схемы.
В таких ситуациях традиционно используют 'X' в качестве заполнителя для обозначения « Не важно » при построении таблиц истинности, но VHDL использует -. «Неважно» особенно распространено при проектировании конечных автоматов и упрощении карт Карно . '-' значения обеспечивают дополнительные степени свободы окончательному проекту схемы, что обычно приводит к упрощению и уменьшению габаритов схемы. [3]
После завершения проектирования схемы и построения реальной схемы '-' ценностей больше не будет. Они станут какими-то осязаемыми '0' или '1' значение, но может быть любым в зависимости от окончательной оптимизации дизайна.
Использование 'Z'
[ редактировать ] Некоторые цифровые устройства поддерживают логику с тремя состояниями только на своих выходах. Три состояния: «0», «1» и «Z».
Обычно называемый трехсторонним [4] логики (торговая марка National Semiconductor ), он включает обычные состояния «истина» и «ложь», а также третье прозрачное состояние с высоким импедансом (или «выключенное состояние»), которое эффективно отключает логический выход. Это обеспечивает эффективный способ подключения нескольких логических выходов к одному входу, при этом все, кроме одного, переводятся в состояние высокого импеданса, позволяя оставшемуся выходу работать в обычном двоичном смысле. Обычно это используется для подключения банков компьютерной памяти и других подобных устройств к общей шине данных ; большое количество устройств может обмениваться данными по одному и тому же каналу, просто гарантируя, что одновременно включено только одно.
Хотя выходы могут иметь одно из трех состояний, входы могут распознавать только два. Хотя можно утверждать, что состояние с высоким импедансом фактически является «неизвестным», в большинстве электронных устройств нет возможности интерпретировать состояние с высоким импедансом как состояние само по себе. Входы могут обнаруживать только «0» и «1».
Если цифровой вход остается отключенным, цифровое значение, интерпретируемое входом, зависит от типа используемой технологии. Технология TTL по умолчанию всегда переходит в состояние «1». С другой стороны, технология КМОП временно сохраняет предыдущее состояние, видимое на этом входе (из-за емкости входа затвора). Со временем ток утечки приводит к дрейфу входа КМОП в случайном направлении, что может привести к перевороту состояния входа. Отключенные входы на устройствах CMOS могут улавливать шумы , они могут вызывать колебания , ток питания может резко увеличиться (мощность лома) или устройство может полностью разрушить себя.
См. также
[ редактировать ]- Четырехзначная логика
- IEEE 1364 определяет четырехзначную логику (помимо прочего).
Ссылки
[ редактировать ]- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «VHDL и логический синтез» . Проверено 22 января 2010 г.
- ^ «IEEE 1164-1993 - Стандартная система многозначной логики IEEE для совместимости моделей VHDL (Std_logic_1164)» . Standards.ieee.org . Проверено 25 сентября 2018 г.
- ^ Уэйкерли, Джон Ф (2001). Принципы и практика цифрового дизайна . Прентис Холл. ISBN 0-13-090772-3 .
- ^ National Semiconductor (1993), Книга данных LS TTL , National Semiconductor Corporation, заархивировано из оригинала 9 февраля 2006 г. , получено 19 января 2020 г.
- 1164-1993 – Стандартная система многозначной логики IEEE для совместимости моделей VHDL (Stdlogic1164) . 1993. doi : 10.1109/IEESTD.1993.115571 . ISBN 0-7381-0991-6 .
- Д. Майкл Миллер; Митчелл А. Торнтон (2008). Многозначная логика: понятия и представления . Обобщающие лекции по цифровым схемам и системам. Том. 12. Издательство Морган и Клейпул. ISBN 978-1-59829-190-2 .