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IEEE 1164

El estándar IEEE 1164 ( Sistema de lógica multivalor para la interoperabilidad de modelos VHDL ) es un estándar técnico publicado por el IEEE en 1993. Describe las definiciones ...

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El estándar IEEE 1164 ( Sistema de lógica multivalor para la interoperabilidad de modelos VHDL ) es un estándar técnico publicado por el IEEE en 1993. Describe las definiciones de valores lógicos que se utilizarán en la automatización del diseño electrónico , para el lenguaje de descripción de hardware VHDL . [ 2 ] Fue patrocinado por el Comité de Estándares de Automatización del Diseño del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE). El esfuerzo de estandarización se basó en la donación de la declaración de tipo MVL-9 de Synopsys .

El tipo de datos primario std_ulogic(lógica estándar no resuelta) consta de nueve literales de caracteres (véase la tabla de la derecha). [ 1 ] Este sistema promovió un conjunto útil de valores lógicos que los diseños lógicos CMOS típicos podían implementar en la gran mayoría de las situaciones de modelado, incluyendo:

  • 'Z'literal para simplificar la lógica del búfer triestado
  • 'H'y 'L'accionamientos débiles para permitir la lógica AND cableada y OR cableada .
  • 'U' para el valor predeterminado de todas las declaraciones de objetos, de modo que durante las simulaciones los valores no inicializados sean fácilmente detectables y, por lo tanto, fácilmente corregidos si es necesario.

En VHDL , el diseñador de hardware hace visibles las declaraciones mediante las siguientes libraryinstrucciones use:

biblioteca IEEE ; usar IEEE.std_logic_1164. todo ;

Utilizando valores en la simulación

Uso de'U'

Muchas herramientas de simulación de lenguajes de descripción de hardware (HDL), como Verilog y VHDL , admiten un valor desconocido como el que se muestra arriba durante la simulación de electrónica digital . Este valor desconocido puede ser el resultado de un error de diseño, que el diseñador puede corregir antes de la síntesis en un circuito real. El valor desconocido también representa valores de memoria y entradas de circuito no inicializados antes de que la simulación haya determinado cuál debería ser el valor de entrada real.

Las herramientas de síntesis HDL suelen producir circuitos que operan únicamente con lógica binaria.

Uso de'-'

Al diseñar un circuito digital, algunas condiciones pueden quedar fuera del alcance de la función que desempeñará el circuito. Por lo tanto, al diseñador no le importa lo que ocurra en esas condiciones. Además, puede darse el caso de que las entradas de un circuito queden enmascaradas por otras señales, de modo que el valor de dicha entrada no afecte al comportamiento del circuito.

En estas situaciones, es tradicional usar 'X'como marcador de posición para indicar " No importa " al construir tablas de verdad, pero VHDL usa -. Los "No importa" son especialmente comunes en el diseño de máquinas de estados y la simplificación de mapas de Karnaugh . Los '-'valores proporcionan grados de libertad adicionales al diseño final del circuito, lo que generalmente resulta en un circuito simplificado y más pequeño. [ 3 ]

Una vez que el diseño del circuito esté completo y se haya construido un circuito real, los '-'valores dejarán de existir. Se convertirán en algo tangible '0'o '1'valioso, dependiendo de la optimización final del diseño.

Uso de'Z'

Algunos dispositivos digitales admiten una lógica de tres estados solo en sus salidas. Los tres estados son "0", "1" y "Z".

Comúnmente conocida como lógica triestado [ 4 ] (marca registrada de National Semiconductor ), comprende los estados verdadero y falso habituales, con un tercer estado transparente de alta impedancia (o "estado apagado") que desconecta efectivamente la salida lógica. Esto proporciona una forma eficaz de conectar varias salidas lógicas a una sola entrada, donde todas menos una se colocan en el estado de alta impedancia, lo que permite que la salida restante funcione en el sentido binario normal. Esto se usa comúnmente para conectar bancos de memoria de computadora y otros dispositivos similares a un bus de datos común ; una gran cantidad de dispositivos pueden comunicarse a través del mismo canal simplemente asegurando que solo uno esté habilitado a la vez.

Si bien las salidas pueden tener uno de tres estados, las entradas solo reconocen dos. Aunque podría argumentarse que el estado de alta impedancia es, en efecto, un estado "desconocido", la mayoría de los dispositivos electrónicos no cuentan con la capacidad de interpretarlo como un estado independiente. Las entradas solo detectan "0" y "1".

Cuando una entrada digital se deja desconectada, el valor digital que interpreta depende del tipo de tecnología utilizada. La tecnología TTL siempre establece el valor predeterminado en "1". Por otro lado, la tecnología CMOS mantiene temporalmente el estado anterior de esa entrada (debido a la capacitancia de la puerta de entrada). Con el tiempo, la corriente de fuga provoca que la entrada CMOS se desvíe aleatoriamente, pudiendo causar un cambio en su estado. Las entradas desconectadas en dispositivos CMOS pueden captar ruido , provocar oscilaciones , aumentar drásticamente la corriente de alimentación (sobretensión) o incluso dañar completamente el dispositivo.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 "VHDL y síntesis lógica" . Consultado el 22 de enero de 2010 .
  2. ↑ "IEEE 1164-1993 – Sistema lógico multivalor estándar IEEE para la interoperabilidad de modelos VHDL (Std_logic_1164)" . IEEE . Consultado el 25 de septiembre de 2018 .
  3. ↑ Wakerly, John F (2001). Principios y prácticas del diseño digital . Prentice Hall. ISBN 0-13-090772-3.
  4. ↑ National Semiconductor (1993), LS TTL Data Book , National Semiconductor Corporation, archivado del original el 9 de febrero de 2006 , consultado el 19 de enero de 2020.
  • 1164-1993 – Sistema lógico multivalor estándar IEEE para la interoperabilidad de modelos VHDL (Stdlogic1164) . 1993. doi : 10.1109/IEEESTD.1993.115571 . ISBN 0-7381-0991-6.
  • D. Michael Miller; Mitchell A. Thornton (2008). Lógica multivaluada: conceptos y representaciones . Conferencias de síntesis sobre circuitos y sistemas digitales. Vol.  12. Morgan & Claypool Publishers. ISBN 978-1-59829-190-2.