Digital- och datorteknik

Transkript

1 LEU43 iital- och datorteknik, Chalmers, 25/26 Föreläsnin # Uppdaterad 28 september, 25 iital- och datorteknik Funktions- och excitationstabell ör JK-vippa: J K & & S R C J C K Föreläsnin # Biträdande proessor Jan Jonsson Institutionen ör data- och inormationsteknik Chalmers tekniska höskola Funktionstabell ör JK-vippa J K + Excitationstabell ör JK-vippa + J K Vippa med alternerande tillstånd: Med JK-vippan ick vi en ny unktion (när J = och K = ) som kan användas ör att enkelt växla mellan två loiska tillstånd. Om vi kopplar ihop J och K kan vi med en sinal styra den alternerande unktionen. etta kallas ör en. n är en rundläande komponent som vi litet senare kommer att använda vid konstruktion av tillståndsmaskiner, t ex räknare och styrenheten i vår dator. T J K C T C Funktions- och excitationstabell ör : T Funktionstabell ör T + J K C T C Excitationstabell ör + T

2 LEU43 iital- och datorteknik, Chalmers, 25/26 Föreläsnin # Uppdaterad 28 september, 25 Vippa ör larin av en bit: Vi har sett att JK-vippan kan örhindra att det icke-önskvärda tillståndet i en SR-vippa uppträder. Ett annat sätt att åstadkomma detta är att, med en inverterare, se till att S och R alltid är varandras neationer. etta kallas ör en -vippa. -vippan är som klippt och skuren ör att lara en bit, och blir därör ett viktit byblock vid konstruktion av de reister som skall lara dataord i vår dator. S R C C Funktions- och excitationstabell ör -vippa: Funktionstabell ör -vippa + S R C C Excitationstabell ör + Vippa med villkorli larin av en bit: När vi ansluter reister till vår dators datavä kommer klocksinalen att vara emensam ör alla -vippor. För att undvika att tillståndet ör alla vippor uppdateras vid varje klockpuls behöver vi en extra inån som aner om vippan skall laddas med nytt värde eller ej. Genom att låta den extra inånen styra en -av-2-väljare kan vi välja om vippan skall laddas med ett nytt () värde eller med sitt amla () värde. etta kallas ör en -vippa med rind. Vippa med villkorli larin av en bit: När vi ansluter reister till vår dators datavä kommer klocksinalen att vara emensam ör alla -vippor. För att undvika att tillståndet ör alla vippor uppdateras vid varje klockpuls behöver vi en extra inån som aner om vippan skall laddas med nytt värde eller ej. Genom att låta den Jämör extra tidsdiaram inånen styra ör öljande en -av-2-väljare vippor: kan vi välja om vippan skall laddas a) positivt med ett lanktriad nytt () värde -vippa eller med sitt amla () värde. etta b) kallas positivt ör en lanktriad -vippa med -vippa rind. med rind G C C G2 G C C G2 2

3 LEU43 iital- och datorteknik, Chalmers, 25/26 Föreläsnin # Uppdaterad 28 september, 25 med emensam klock- och rindsinal: Vi kan nu bya upp ett reister ör att lara lera bitar, anpassat till behovet i vårt diitala system. Vår dator kommer t ex att använda 8-bitars reister. För att alla vippor i ett reister skall uppdateras samtidit har de en emensam klocksinal (). essutom har de en emensam rindsinal, kallad load (L), in som ör det möjlit att uppdatera vipporna i just detta reister. L ut ataöverörin mellan reister: För att möjliöra överörin av data mellan olika reister måste de kopplas ihop på lämplit sätt. En metod ör detta är att överöra data via en väljare. Väljarens selektorsinaler avör då rån vilket reister data skall hämtas. ata skrivs till de reister vars L-sinal är aktiv. LA A LB B LC C L in7 ut7 in6 ut6 in5 ut5 in4 ut4 in3 ut3 in2 ut2 in ut in ut C G2 C G2 C G2 C G2 C G2 C G2 C G2 C G2 Val av reister: s s 2 3 MUX L A LB B C LC L ataöverörin mellan reister: För att möjliöra överörin av data mellan olika reister måste de kopplas ihop på lämplit sätt. En metod ör detta är att överöra data via en väljare. Väljarens selektorsinaler avör då rån vilket reister data skall hämtas. ata skrivs till de reister vars L-sinal är aktiv. ataöverörin Val av reister: mellan s s MUX reister: en vanliaste metoden att överöra data mellan reister använder däremot inte en väljare. enna metod utnyttjar istället ett sätt att ansluta Fiur 7.7 reistrens utånars utånar anslutnin till en till data via väljare. utan att riskera att de år elektrisk kontakt (och därmed skulle kunna örstöras). A B C LA LB LC L A L B B L C C L Val av reister: s s 2 3 MUX Exempel: Överörin rån reister C till reister A och. A B??? C Fiur 7.23 utånars anslutnin till via three-state buertar. A L B B L C C L 3

4 LEU43 iital- och datorteknik, Chalmers, 25/26 Föreläsnin # Uppdaterad 28 september, 25 Transmissionrinden: För att undvika att utånarna på två eller ler vippor år elektrisk kontakt måste en vippas utånar kunna isoleras rån dataen när vippans data inte skall användas. etta kan åstadkommas med en transmissionsrind, ett CMOS-transistorpar som har kanalerna parallellkopplade. När styrsinalen = är båda kanalerna öppna och rinden släpper ienom sinalen på inån till utån. När = är kanalerna stända och utån blir isolerad rån inån. Funktionstabell ör transmissionsrind Z Z Höimpedanstillstånd med loiknivå Z = varken eller Grindens utån kan anta tre olika tillstånd = three-state loic med emensam klock- och rindsinal: Vi ansluter nu en transmissionsrind på varje vippas utån. Alla samhörande vippor i ett reister år däreter ytterliare en emensam rindsinal, kallad output enable (), som ör det möjlit att ansluta utånarna på vipporna till dataen. L in ut A LB B LC C L ataöverörin mellan reister: Vi har nu ått ett sätt att överöra data via en transmissionsrindar. ata läses rån till det reister vars -sinal är aktiv, och data skrivs till de reister vars L-sinal är aktiv. ataöverörin Val av reister: s s mellan MUX reister: Vi har nu ått ett sätt att överöra data via en transmissionsrindar. ata läses rån till det reister vars -sinal är aktiv, och data Fiur skrivs 7.7 utånars till de reister anslutnin vars L-sinal till via är väljare. aktiv. A A L B B B L C C C L A L B B L C C L A B C Exempel: Överörin rån reister C till reister A och. Fiur 7.23 utånars anslutnin till via three-state buertar. 4

5 LEU43 iital- och datorteknik, Chalmers, 25/26 Föreläsnin # Uppdaterad 28 september, 25 Transer Notation (RTN) Uppit 6.: Använd iurens datavä och ane styrsinalssekvenser ör öljande reisteröverörinar beskrivna enlit RTN. a) T A Parallella operationer b) T A ; T R c) R T, A R, T A (= A R) Sekventiella operationer 5