Układy sekwencyjne. Wstęp doinformatyki. Zegary. Układy sekwencyjne. Automaty sekwencyjne. Element pamięciowy. Układy logiczne komputerów

Transkrypt

1 Wstęp doinformatyki Układy sekwencyjne Układy logiczne komputerów Układy sekwencyjne Dr inż. Ignacy Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 1 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 2 Zegary Układy sekwencyjne Clock period Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 3 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 4 Element pamięciowy Automaty sekwencyjne Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 5 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 6 1

2 Element pamięciowy Przerzutniki Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 7 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 8 Przerzutnik SR Przerzutnik D Stan 0 Stan 1 Wejście S-set R-reset Wyjścia: Q i Q Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 9 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 10 Przerzutnik SR synchroniczny Przerzutnik D synchroniczny D C Q Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 11 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 12 2

3 Problem: pętla kombinacyjna Problem podobny Jak nie dopuścić do przejechania szybkiego samochodu bez opłaty? W tym czasie stan może zmienić się wiele razy => błędna praca Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 13 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 14 Problem podobny Przerzutnik D master-slave Wstawić dwie bramki otwierać naprzemian! Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 15 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 16 Układy sekwencyjne - przykład Układy sekwencyjne przykład cd. Wejścia: a, b Wyjście: z Dwa stany: S0 przeniesienie = 0 S1 przeniesienie = 1 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 17 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 18 3

4 Sumator szeregowy przykład cd. Sumator szeregowy przykład cd. Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 19 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 20 Sumator szeregowy przykład cd. Sumator szeregowy przykład cd. Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 21 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 22 Bloki funkcjonalne ALU Sterowanie (n) Dane (2 n ) Wyjście: mpx ALU składa się z32mpx(po jednym dla każdego bitu) Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 23 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 24 4

5 Instrukcje logiczne 1-bitowe Realizacja sprzętowa AND OR A B Op 0 1 C Definicja Op C AandB AorB Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd A: B: Suma : + Sumator 1-bitowy...(0) (1) (0) (0) (0) (0)1 (1)0 (0)1 (0)1 CarryOut Dlakażdego bitu sumatora: Trzy bity we: A i,b i,carryin i Dwa bity wy: Sum i,carryout i ( CarryIn i+1 = CarryOut i ) CarryIn Inputs Outputs Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 26 A B Tabela prawdy sumatora Symbol CarryIn + CarryOut Sum Definicja A B CarryIn CarryOut Sum Realizacja sumatora CarryOut = (A*B*CarryIn) + (A*B*CarryIn) + (A*B*CarryIn) + (A*B*CarryIn) = (B*CarryIn) + (A*CarryIn) + (A*B) Sum = (A*B*CarryIn) + (A*B*CarryIn) + (A*B*CarryIn) + (A*B*CarryIn) Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 27 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 28 Pełny sumator 1-bitowa ALU Bit najmniej znaczący LSB Pozostałe bity Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 29 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 30 5

6 32-bitowa ALU ALU Binvert Operation a 0 b 0 Result 0 a 1 b 1 Result 1... a 31 b 31 Result 31 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 31 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 32 Bloki sekwencyjne Licznik i rejestr Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 33 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 34 Rejestr operacje przesuwania Rejestr szeregowy LSI Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 35 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 36 6

7 Rejestr równoległy LSI Rejestr przesuwny lewo-prawo LSI Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 37 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 38 Rejestry cd. Zestaw rejestrów Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 39 Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 40 Automaty sekwencyjne z ROM Wstęp do informatyki I. Pardyka Akademia Świętokrzyska Kielce, 2001 Slajd 41 7