123数字系统设计的描述工具 在设计的不同阶段采用适当的描述手段, 精确地、无二义性地定义和描述设计目标的功 能和性能,是设计工作正确实施的依据。 数字系统设计中常用的描述工具有:方框 图、流程图、ASM图和MDS图。 方框图 方框图用于描述数字系统的模型。 1,作用 描述数字系统的总体结构
12.3 数字系统设计的描述工具 在设计的不同阶段采用适当的描述手段， 精确地、无二义性地定义和描述设计目标的功 能和性能，是设计工作正确实施的依据。 数字系统设计中常用的描述工具有：方框 图、流程图、ASM图和MDS图。 一、方框图 1.作用 描述数字系统的总体结构。 方框图用于描述数字系统的模型
2构成要素 方框:定义一个子系统,实现某种数据处理或传送等 功能。在方框内描述其功能(文字表达式等); 带箭头的直线:各子系统之间的信息通道。箭头表示 信息传输方向。 标注:表示主要信息通道的名称、功能或信息类型。 系统说明书:给毎个子系统尽可能详细的说明
2.构成要素 方框：定义一个子系统，实现某种数据处理或传送等 功能。在方框内描述其功能（文字表达式等） ； 带箭头的直线：各子系统之间的信息通道。箭头表示 信息传输方向。 标注：表示主要信息通道的名称、功能或信息类型。 系统说明书：给每个子系统尽可能详细的说明
举例:例:12.31给出了一个智能仪表方框图的设计 和细化过程。 输_系 入 统 输出 (a)一般方框图 输入 输|数据 数据 数据 出「1显示 采集 处理 数据 打印 控制器] (b)系统分解图
系 统 输 出 输 入 … … （a）一般方框图 控制器 C 数据 采集 输 入 数据 处理 C 输 出 数据 显示 数据 打印 （b）系统分解图 举例：例：12.3.1给出了一个智能仪表方框图的设计 和细化过程
输入 输。数据 出 显示 数据 数据 采集 处理 数据 C 打印 C 仁控制器 (C)进一步细化方案
数据 处理 （C）进一步细化方案 控制器 C 数据 采集 输 入 C 输 出 数据 显示 数据 打印
输入/输出接口 A寄存器M寄存器 C ALU (d)数据处理模块的细化 图1231一个智能仪表的方框图
（d）数据处理模块的细化 输入/输出接口 C A寄存器 M寄存器 ALU C C C 图12.3.1 一个智能仪表的方框图
、算法流程图 1.作用 描述算法。 注意:按照事件的先后次序排列的,与电路的 时序无对应关系。 2.基本符号 入口点;出口点;传输框;判断框 A A←-A+B B (a)入口点(b)出口点(c)传输框 (d)判断框 图1232流程图符号
二、算法流程图 1.作用 描述算法。 2.基本符号 入口点；出口点；传输框；判断框 A←A+B P B A （a）入口点（b）出口点 （c）传输框 （d）判断框 图12.3.2 流程图符号 注意：按照事件的先后次序排列的，与电路的 时序无对应关系
例1232函数求值计算Z=4×X1+2×X2+X3的值。 任务:输入数据X串行输入序列X1,X2,X3,计算完 成后,提供输出Z 解:根据题意,可以采用多种方法实现。 第一种方法:设置3个寄存器分别存储X1,X2,X3, 然后对X乘4,X2乘2,其中乘2操作用寄存器左移实 现,最后执行3个数的求和运算。 由以上分析可以看出,这种方法的电路结构复 杂,需要3个寄存器,但算法简单
例12.3.2 函数求值,计算Z=4×X1+2 ×X2+X3的值。 任务：输入数据X串行输入序列X1，X2，X3，计算完 成后，提供输出Z。 解：根据题意，可以采用多种方法实现。 第一种方法：设置3个寄存器分别存储X1，X2，X3， 然后对X1乘4， X2乘2,其中乘2操作用寄存器左移实 现，最后执行3个数的求和运算。 由以上分析可以看出，这种方法的电路结构复 杂，需要3个寄存器，但算法简单
A←X1 CBA B←X2 C←X 3 A←SL(A) 组合电路 Z B←SLB 控制器 A←SL(A) 系统结构图 A←-A+B+C
A←X1 B←X2 C←X3 A←SL(A) B←SL(B) A←SL(A) A←A+B+C
第二种方法:设置两个寄存器A和B,寄存器A存储X1 并执行乘4操作,寄存器B存储X2,并执行乘2操作, 然后执行AA+B,,最后再将A与X3相加,输出Z。 B A←X1 B←Ⅹ 组合电路 ZA←SL(A) B←SLB 控制器 A←SL(A 系统结构图 A←A+X A←-A+B
第二种方法：设置两个寄存器A和B，寄存器A存储X1 ， 并执行乘4操作，寄存器B存储X2，并执行乘2操作， 然后执行A←A+B，，最后再将A与X3相加，输出Z。 A←X1 B←X2 A←SL(A) B←SL(B) A←SL(A) A←A+B A←A+X3
由以上分析可以看出,寄存器结构简化了, 然而算法变复杂了 第三种方法系统中只有一个寄存器A存放计 算结果算法变的更复杂,其系统结构图和流程 图如图1233和图1234所示:
由以上分析可以看出，寄存器结构简化了， 然而算法变复杂了。 第三种方法:系统中只有一个寄存器A存放计 算结果,算法变的更复杂,其系统结构图和流程 图如图12.3.3和图12.3.4所示: