Návrh ovládání zdroje ATX

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Návrh ovládání zdroje ATX"

Tadeáš Tábor
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Návrh ovládání zdroje ATX

2 Zapínání a vypínání PC zdroj ATX se zapíná spojením řídicího signálu \PS_ON se zemí zapnutí PC stiskem tlačítka POWER vypnutí PC (hardwarové) stiskem tlačítka POWER a jeho podržením určitou dobu reakci je možné nastavit v BIOSU, např. nutnou dobu stisku, uspání počítače při krátkém stisku atd.

stiskem tlačítka POWER a jeho podržením určitou dobu reakci je možné

3 na zdroji Napájecí konektor ATX pinč. 6 (zelený vodič) - \PS_ON

4 Super IO čip speciální obvod na základní desce např. ite IT872F, Winbond W83977TF obsahuje vstupně/výstupní zařízení např. sériová rozhraní RS-232, rozhraní klávesnice, paralelní port řídí otáčky ventilátoru procesoru podle snímané teploty ovládá zdroj ATX

např. sériová rozhraní RS-232, rozhraní klávesnice, paralelní

5 IT872-F

6 Winbond W83977TF

7 POWER Super I/O čip Zdroj ATX

8 Zahrajeme si na návrháře čipové sady PC navrhneme část Super IO čipu, který ovládá zapínání a vypínání zdroje ATX podle stisku tlačítka obvod oproti originálu zjednodušíme: nebudeme uspávat počítač při krátkém stisku doba podržení tlačítka nutná pro vypnutí zdroje bude konstantní

obvod oproti originálu zjednodušíme: nebudeme uspávat počítač při

9 Vcc tlačítko OSCILÁTOR clk Řídicí obvod Zdroj ATX

10 Popis chování po stisku tlačítka dojde k zapnutí zdroje (výstup obvodu log. ), při uvolnění tlačítka je zdroj stále zapnut další stisk tlačítka signalizuje vypnutí zdroje: je-li tlačítko drženo alespoň 4 sekundy, zdroj je vypnut, pokud je tlačítko uvolněno dříve, zdroj zůstává zapnut

tlačítka signalizuje vypnutí zdroje: je-li tlačítko drženo alespoň 4

11 Návrh chovánířídicího obvodu popíšeme konečným automatem čas 4 sekundy po stisku tlačítka bude měřen čítačem frekvenci hodinového signálu na přípravku nastavíme na khz čítač bude 2 bitový, tj. čítá v rozsahu až 495 po dobu 4,95s čítač má vstupní signál povol je-li povol =, čítaččítá, je-li povol =, čítač je zastaven a vynulován

12 Návrh čítač má výstupní signál vrchol vrchol má hodnotu, dosáhl-li čítač vrcholové hodnoty 495, tj. binárně samé řídicí automat má 2 vstupní signály x - stav tlačítka (=stisknuto) vrchol - výstupní signál čítače a 2 výstupní signály povol - ovládání čítače o - ovládání spínacího tranzistoru zdroje (=zapnuto)

binárně samé řídicí automat má 2 vstupní signály x - stav tlačítka

13 Návrh Čítač Vcc povol vrchol x Konečný automat o

14 Automatový popis úmluva v označení vstupů a výstupů v grafu přechodů / x vrchol povol o

15 Mooreův automat x Q / x Q / x x x Q 2 / x x Q 4 / Q 3 / x

16 Mealyho automat x/ x/ Q Q x/ x/ x/ / Q 3 Q 2 / x/ / /

17 Realizace problém metastability předstih (setup time) doba, po kterou musí být signál na vstupu klopného obvodu typu D ustálen před příchodem hrany synchronizačního (hodinového) pulzu v naší aplikaci neexistuje časový vztah mezi stiskem tlačítka a zdrojem hodinového signálu (oscilátorem) může se stát, že při stisku tlačítka nebude na vstupu klopných obvodů dodržen předstih nebo se změna vstupu dokonce "trefí" do okamžiku hrany hodinového signálu

mezi stiskem tlačítka a zdrojem hodinového signálu (oscilátorem) může se stát, že při stisku tlačítka nebude na

18 v takovém případě hrozí metastabilita klopného obvodu výstup klopného obvodu se nepřeklopí do nebo, ale bude v zakázaném pásmu, event. může i zakmitat do ustáleného stavu se dostane až při příchodu další hrany hodinového signálu

19 Řešení metastability vstupnímu signálu, který nemáčasovou vazbu na hodinový signál, "vložíme" do cesty 2 klopné obvody

20 Realizace z diskrétních součástek (bez čítače) Tabulka přechodů a výstupů Q Q Q Q Q Q Q 2 Q 2 Q Q Q 2 Q 2 Q Q 2 Q 3 Q 3 Q Q Q 3 Q 3

21 Zakódování vnitřních stavů zvolíme binární kód q q Q Q Q 2 Q 3

22 Realizace s diskrétních součástek Zakódovaná tabulka přechodů a výstupů xv q q

23 Mapy pro budící funkce klopných obvodů q ': q q q ': q q x v x v q ' = xq + xq + xv q + ' = xq + xqq vq q

24 Mapy pro výstupní funkce o: q q povol: q q x v x v o = xq + + qq vq q povol = xvq q

25 Schéma obvodu (bez čítače) A6A A3B O x v A4A A4B A2A A2B A2C AA vcc UA clk d q A5A A4C povol A2D vcc A3A AB UB d clk q AC clock 2n ns RESET

26 Realizace na CPLD automat popíšeme ve VHDL popis bude symbolický, kódování vnitřních stavů a tvorbu budicích funkcí ponecháme na software, který provádí syntézu

27 Blok řídicího automatu entity ovladani is Port ( x : in std_logic; clk : in std_logic; reset : in std_logic; o : out std_logic); end ovladani;

28 popíšeme symbolické stavy: type Stavy is (Q,Q,Q2,Q3); zavedeme vnitřní signály: signal stav,novy_stav: Stavy; signal citac: std_logic_vector( downto ); -- dva signály xk a xl ve funkci klopných obvodů pro řešení metastability signal xk: std_logic; signal xl: std_logic; signal povol: std_logic; signal vrchol: std_logic; -- sdruzeny vstup automatu a vrchol signal vstup: std_logic_vector( downto );

29 popíšeme čítač: process(clk, reset, citac) is begin if (reset='') then citac <= (others => ''); elsif (clk'event and clk = '') then case povol is when '' => citac <= (others => ''); when '' => citac <= citac + ; when others => citac <= (others => ''); end case; end if; end process;

30 čítač dosáhl vrcholu: vrchol <= citac() and citac() atd.; logický součin je možné zapsat ve VHDL i pomocí cyklu for a zavedením proměnné p: process (vrchol,citac) variable p: std_logic; begin p := ''; for i in to loop p := p and citac(i); end loop; vrchol <= p; end process;

31 popíšeme zapojení klopných obvodů pro řešení metastability: process (xk,xl,clk,reset) begin if (reset='') then xk <= ''; xl <= ''; elsif (clk'event and clk = '') then xk <= x; xl <= xk; end if; end process;

32 popíšeme klopné obvody pro uložení vnitřních stavů process(reset,clk,stav,novy_stav) begin if (reset='') then stav <= Q; elsif (clk'event and clk = '') then stav <= novy_stav; else stav <= stav; end if; end process;

33 sdružíme vstupy: vstup <= (xl,vrchol); popíšeme tabulku přechodů process (stav,novy_stav,vstup) begin case stav is when Q => case vstup is when "" => novy_stav <= Q; when "" => novy_stav <= Q; when "" => novy_stav <= Q; when "" => novy_stav <= Q; when others => novy_stav <= Q; end case; when Q => case vstup is when "" => novy_stav <= Q2; atd.

34 popíšeme tabulku výstupů process (stav,vstup) begin case stav is when Q => case vstup is when "" => o <= ''; povol <= ''; when "" => o <= ''; povol <= ''; when "" => o <= ''; povol <= ''; when "" => o <= ''; povol <= ''; when others => o <= ''; povol <= ''; end case; when Q => o <= ''; povol <= ''; when Q2 => case vstup is when "" => o <= ''; povol <= ''; atd.

Podobné dokumenty

Příklady popisu základních obvodů ve VHDL

Příklady popisu základních obvodů ve VHDL INP - cvičení 2 Michal Bidlo, 2008 bidlom@fit.vutbr.cz entity Circuit is port ( -- rozhraní obvodu ); end Circuit; Proces architecture Behavioral of Circuit is