Digital- och datorteknik

Transkript

1 Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande proessor Jan Jonsson Institutionen ör data- och inormationsteknik Chalmers tekniska högskola

2 Kursutvärderingsprocessen Kursrepresentanter i LEU43: Följande studenter har valts ut av Utbildningsavdelningen: Daniel Andersson (TIDAL) Adam Bajraszewski (TIELL) Magnus Franzon (TIMEL) Fabian Sjösten Lundgren (TIMEL) Karl Ängermark (TIDAL) Vänligen kontakta dem om ni vill ge återkoppling angående kursen, t ex om ni har konstruktiva örslag på örbättringar. Kontaktinormation inns på kurshemsidan.

3 Kursutvärderingsprocessen (i korthet) Kursintro Möte Intromöte Möte Mittmöte Enkät Möte 3 Kursnämndsmöte /8 Tenta /8 Tenta Kursrepresentanter presenteras Anteckningar på kurshemsida Protokoll

4 Kombinatoriska nät Vad kännetecknar ett kombinatoriskt nät? Ett kombinatoriskt nät är uppbyggt av logikgrindar, och varje utsignal är entydigt deinierad av insignalernas värden. Ett kombinatoriskt nät uppvisar alltid samma utsignal ör en och samma kombination av insignaler. Ett kombinatoriskt nät saknar minne, d v s tidigare insignaler lämnar inga spår.

5 Kombinatoriska nät Vad kännetecknar ett kombinatoriskt nät? Några exempel på kombinatoriska nät är: Jämörare Kodomvandlare Omkodare (binäravkodare, decoder ) Väljare ( multiplexer ) Fördelare ( demultiplexer ) ALU ( arithmetic-logic unit )

6 Kombinatoriska nät Demonstrationsexempel kodomvandlare: Konstruera ett minimalt kombinatoriskt nät som omvandlar den NBCD-kodade siran X = (x 3 x x x ) NBCD till sitt 9-komplement Y = 9-X = (y 3 y y y ) NBCD. Nätet skall således ha yra in- och yra utsignaler. Tal som inte tillhör NBCD-koden kommer inte att uppträda. Vid realiseringen år INVERTERARE, samt NAND- och XOR-grindar användas. Realiseringen skall ha så å grindar som möjligt.

7 Kombinatoriska nät Binäravkodare ( decoder ): Binäravkodaren är en kodomvandlare som tar n selektorsignaler (binärkodad sira) och ger precis en aktiv utsignal av möjliga. Selektorsignalerna motsvarar samtliga mintermer på SP normal orm, och avkodaren ger en unik utsignal ör varje minterm. Viktiga användningsområden: Generera styrsignaler till speciika minneskretsar i en dator. Selektorsignalerna är då en delmängd av de bitar som utgör minnesadressen. Fundamental komponent i de kombinatoriska näten väljare ( multiplexer ) och ördelare ( demultiplexer ). n

8 Binäravkodare ör n = 3: Binäravkodare BIN/OCT s s s s Exempel: ( s s ) = () ger 3 = och,,, 4,..., =

9 Binäravkodare Samtliga mintermer ör tre variabler, s, s : Minterm s s s s s s s s s s s s s s s s Är om s s

10 Binäravkodare Binäravkodare ör n = 3 ( 3-to-8 decoder ): notera enhetsmatrisen Minterm s s s s s s s s s s s s s s s s Selektorsignaler Utsignaler s s 3 4 6

11 Binäravkodare Binäravkodare ör n = 3 ( 3-to-8 decoder ): Selektorsignaler Utsignaler Minterm s s s s s s s s s s s s s s s s s s Visa grindnätet ör en binäravkodare med n = 3. notera enhetsmatrisen

12 Väljare ( multiplexer ): Kombinatoriska nät Väljaren är ett grindnät som tar n selektorsignaler (binärkodad sira) och väljer ut en invariabel av n möjliga. Grindnätet har alltså en utsignal och totalt n + n insignaler. Viktiga användningsområden: Välja sändare (källa) ör en dataöveröring på en tidsdelad kommunikationkanal (buss) Fungera som multiunktionsväljare i en dator. Exempelvis välja valritt resultat rån de operationer som inns i en ALU. Realisera godtycklig Boolesk unktion. De n variablerna i den Booleska unktionen ördelas på väljarens selektorsignaler och invariabler. (Se kursbok.3.3 och arbetsbok 6.3)

13 äljare S4.6 Väljare ör n = 3: (Arb kap 6) Väljare MUX Väljare Utsignal g g g g 3 g 4 g g 6 g s s s s g g g g 3 g 4 g g 6 g } G Selektorsignaler g g g g g 3 3 g 4 4 g 6 6 g M s s G - och datorteknik LV Digital- oc

14 äljare S4.6 Väljare ör n = 3: (Arb kap 6) Väljare MUX Väljare Utsignal g g g g 3 g 4 g g 6 g s s Exempel: s s g g g g 3 g 4 g g 6 g ( s s ) = () ger = g 6 } G Selektorsignaler g g g g g 3 3 g 4 4 g 6 6 g M s s G - och datorteknik LV Digital- oc

15 Väljare Väljare ör n = 3 ( 8-to- multiplexer ): Minterm s s s s s s s s s s s s s s s s Selektorsignaler Utsignal s s g g g g 3 g 4 g g 6 g utsignal är en variabel

16 Väljare Väljare ör n = 3 ( 8-to- multiplexer ): Minterm s s s s s s s s Selektorsignaler Utsignal s s g g g g 3 utsignal är en variabel s s g 4 Visa grindnätet ör en väljare med n = 3. s s g s s s s g 6 g

17 Kombinatoriska nät Fördelare ( demultiplexer ): Fördelaren är ett grindnät som tar n selektorsignaler (binärkodad sira) och skickar en invariabel till en av n möjliga utgångar. Grindnätet har alltså utsignaler och totalt n + insignaler. n Viktigt användningsområde: Välja mottagare (destination) ör en dataöveröring på en tidsdelad kommunikationkanal (buss)

18 MUX Fördelare ör n = 3: Fördelare Väljare S4.6 (Arb kap 6) G s s g 3 DX } G g g g g 3 4 g 4 g g 6 g Utsignal Digital- och datorteknik LV g (väljar-) Selektor- s s signaler Insignaler s s

19 Fördelare ör n = 3: Fördelare Väljare S4.6 (Arb kap 6) s s g DX } G Exempel: MUX G 3 g g (väljar-) Selektor- s s g 4 g Digital- och datorteknik LV g signaler g 3 4 Insignaler s s Utsignal 6 g 6 g ( s s ) = () ger 3 = g och,,, 4,..., = g

20 Fördelare Fördelare ör n = 3 ( -o-8 demultiplexer ): utsignal är en variabel Minterm s s s s s s s s s s s s s s s s Selektorsignaler Utsignaler s s g g g g g g g g

21 Fördelare Fördelare ör n = 3 ( -o-8 demultiplexer ): utsignal är en variabel Minterm s s s s s s s s s s s s s s s s Selektorsignaler Utsignaler s s g g g g g Visa grindnätet ör en ördelare med n = 3. g g g

22 Kombinatoriska nät Exempel: tidsdelad databuss i en CPU: MUX val av destination Källa Register X g g g g 3 g 4 g g 6 g } G bussörbindelse } DX G Destination destinationssida Register SP

23 Kombinatoriska nät Exempel: tidsdelad databuss i en CPU: MUX val av destination Källa Primärminne g g g g 3 g 4 g g 6 g } G bussörbindelse } DX G Destination destinationssida Register Y Vi kommer snart att beskriva ett annat sätt att tidsdela en databuss: tri-state buers