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Logique combinatoire & Logique séquentielle

Logique combinatoire & Logique séquentielle. Laurent JEANPIERRE <jeanpl@iutc3.unicaen.fr> D’après le cours de Pascal FOUGERAY IUT de CAEN – Campus 3. Contenu du cours. Logique combinatoire Comparateur Additionneur Décodeur Multiplexeur UAL Logique séquentielle Bascules Compteurs

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Logique combinatoire & Logique séquentielle

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Presentation Transcript

  1. Logique combinatoire & Logique séquentielle Laurent JEANPIERRE <jeanpl@iutc3.unicaen.fr> D’après le cours de Pascal FOUGERAY IUT de CAEN – Campus 3 Département Informatique

  2. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  3. Circuit logique combinatoire • Circuit logique • Portes logiques • Algèbre de Boole • Les sorties ne dépendent que des entrées • Se lit « de gauche à droite »(Pas de boucles) Département Informatique

  4. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  5. Le comparateur • Compare 2 mots binaires • S = 1 si identiques • S = 0 si différents Département Informatique

  6. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  7. Le demi-additionneur • Somme de 2 bits X+ Y= RS Département Informatique

  8. L’additionneur complet • ½ additionneur : pas de retenue propagée •  On décompose • X+Y + Rp = (R1S1) + Rp = R1(S1+Rp) = RfSf Département Informatique

  9. Additionneur CompletAdditionneur n bits Département Informatique

  10. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  11. Le décodeur • Traduit Binaire  lignes physiques Département Informatique

  12. Ex: Décodage d’adresses • Processeur, 8Ko de RAM (0000h-1FFFh) • 13 lignes d’adresses • Puces mémoire de 2Ko (000h-8FFh) • 11 lignes d’adresses • Ligne « Chip Select » (CS) RAM 0 RAM 3 RAM 1 RAM 2 Décod 2>4 Département Informatique

  13. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  14. Le multiplexeur • Multiples informations  canal unique • Sélection aiguillage : commande codée • Ex : Multiplexeur 4 bits Département Informatique

  15. Multiplexeur (2) Département Informatique

  16. Multiplexeur / Démultiplexeur • Ex : Transmission série h Compteur h s1 s0 Compteur s1 s0 Département Informatique

  17. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  18. Unité Arithmétique & Logique • Cœur du microprocesseur • Opérations simples sur mots binaires • Inversion (NON) • ET/OU • Addition • Les UAL modernes font bien plus… Département Informatique

  19. L’UAL (2) Département Informatique

  20. Une UAL 1 bit Département Informatique

  21. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  22. CircuitCombinatoire CircuitSéquentiel Sorties Entrées Entrées Sorties Logique séquentielle • Circuit logique • Portes logiques • Algèbre de Boole • Les sorties dépendent : • des entrées • des sorties précédentes • Présence de « boucles » dans le circuit Département Informatique

  23. Exemple : E S1 S2 Transitoire ! Transitoire ! Transitoire ! Instable ! Instable ! Instable ! Instable ! Département Informatique

  24. t Circuit synchrone / asynchrone • Présence de signaux transitoires • Introduction d’une HORLOGE • Les résultats seront « justes » au prochain coup d’horloge • Alors le circuit est dit synchrone • 4 temps différents Département Informatique

  25. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  26. Les bascules bistables • Point - mémoire 1 bit • 2 états stables : 0 et 1 • Caractéristiques : • 1-2 entrées (+horloge si synchrone) • 2 sorties complémentaires Q et Q • n entrées prioritaires de positionnement asynchrone Département Informatique

  27. La bascule RS • 2 variantes (actives à 0 / 1) Département Informatique

  28. Bascule RS (2) Département Informatique

  29. Bascule RS (3) Département Informatique

  30. La bascule RST ou RSH Département Informatique

  31. La bascule D • Bascule de base : R=S=1 interdit •  S = ⌐R = D Département Informatique

  32. La bascule JK • La plus utilisée : SJ, RK • J=K=1  bascule Département Informatique

  33. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  34. Les compteurs • Circuit logiques capables de compter ou décompter de 1 à chaque impulsion • Réalisés avec des bascules • Peuvent être • Pré - chargeables (remplis à la main) • Synchrones (toutes sorties valides en même temps) • Asynchrones (des effets transitoires sont présents) Département Informatique

  35. Décompteur modulo 8 • Synchrone ou non ? Département Informatique

  36. Décompteur modulo 8 (2) Département Informatique

  37. Décompteur modulo 8 (3) • Dans la réalité… Décalages dus à un système asynchrone Département Informatique

  38. Compteur modulo 4 synchrone Département Informatique

  39. Générateur pseudo - aléatoire • « Rappel » mathématique : • un polynôme primitif de degré n génère 2n-1 valeurs différentes • La valeur 0 bloque le générateur Département Informatique

  40. Générateur aléatoirePremier modèle (Gallois) • L’entrée d’une bascule est • La sortie de la précédente • la somme modulo 2 (XOR) de la précédente et de la dernière bascule 1 +1*X +0*X2 +X3 Département Informatique

  41. Générateur aléatoireSecond modèle (Fibonacci) • L’entrée de la première bascule est la somme modulo 2 (XOR) de certaines bascules 1*X4 +0*X3 +0*X2 +1*X +1 Département Informatique

  42. Contenu du cours • Logique combinatoire • Comparateur • Additionneur • Décodeur • Multiplexeur • UAL • Logique séquentielle • Bascules • Compteurs • Registres Département Informatique

  43. Les registres à décalage • Circuits logiques synchrones • Composés de bascules en série • Mémorise un mot binaire • Permet des décalages Département Informatique

  44. Registres à décalage (2) • Ex : Décalage à droite • Mémoire coûteuse et peu pratique (1 porte pour chaque bit, n broches par mot mémoire) Département Informatique

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