18 / 37 · Проверка знаний

Проверка проекта: границы ширины, приоритета и циклического перехода

Оцените граничные значения и одновременные управления по заданной спецификации переходов.

Контракт счётчика modulo-10

Для 4-битного unsigned^{Беззнаковая интерпретация (unsigned) рассматривает битовую последовательность как неотрицательное целое. Диапазон n бит — от 0 до 2^n−1; знаковая интерпретация тех же битов может дать другое число. Подробнее} count приоритет: reset, enable, хранение. При reset=1 получается 0; при enable=1 значения от 9 возвращаются в 0, остальные увеличиваются на 1.

N=\lceil\log_2 10\rceil=4

Ширина 4 бита означает возможность хранения 16 состояний. Она не реализует автоматически требование использовать 10. В частности, при count=9 и enable=0 возврата в 0 быть не должно.

Каждый столбец — запись наблюдения одного положительного фронта^{Положительный фронт — момент перехода такта из 0 в 1. Его следует отличать от уровня, означающего весь интервал CLK=1. Подробнее}. Входы показаны непосредственно перед фронтом, состояния со словом «после» в имени — сразу после обновления. Выравнивание столбцов обозначает порядок выборок, а не физическую задержку распространения^{Задержка распространения — время от изменения входа до установления правильного выхода. Логическая эквивалентность выражений и их временные характеристики — разные вопросы. Подробнее}.
Начально count=9. В первом столбце без reset при enable=0 сохраняется 9; только в следующем с enable=1 происходит возврат в 0.

Удержание должно работать и на граничных значениях

Показать данные диаграммы

Данные диаграммы: каждый символ — один интервал; точка сохраняет предыдущее состояние; p — один тактовый цикл.
Сигнал	Диаграмма	Значения шины
фронт	`2345`	E0 → E1 → E2 → E3
reset	`0.10`
enable	`01..`
count после	`23.4`	9 → 0 → 1

Дополнительные задачи проектирования

Найдите следующее значение при count=9, reset=0, enable=0.
Объясните восстановление при count=15, enable=1.
Определите, должен ли возникать импульс завершения при count=9, reset=1, enable=1. Предположите, что во время сброса^{Сброс возвращает состояние к заданному начальному значению. Нужно определить, синхронен он или асинхронен и имеет ли приоритет над другими управляющими сигналами. Подробнее} выход определён как 0.

Попробуйте сами

Сколько одношаговых переходов нужно для полного перебора count=0–15 и комбинаций reset/enable? Доказывает ли эта проверка автоматически все требования к длинным последовательностям?

Прочитать объяснение

$16\times2\times2=64$ . Если count полностью представляет состояние, а спецификация следующего состояния и выхода точна, одношаговая проверка даёт сильное свидетельство. Но она не доказывает пропущенные требования: инициализацию, предположения о входах, отдельное состояние импульса завершения, реальное время и другие условия.

При текущем count=9 одновременно выбраны reset=1 и enable=1. Каковы следующие count и импульс завершения по спецификации с приоритетом reset?

Выберите ответcount=0, импульс завершения=1: обычный циклический переход.count=10, импульс завершения=0: enable приоритетнее.count=0, импульс завершения=0: reset инициализирует состояние и импульс.