Bloki funkcjonalne c.d.

1. Bloki funkcjonalne c.d. B. kombinacyjne B. sekwencyjne Pamięci Układy Komutacyjne MUX DMUX DEC Układy Arytmetyczne Komparator Sumator Liczniki Zliczające W górę W dół Rejestry Równoległe Przesuwające ROM 1

2. Q Q Q Q D D D D 1 2 3 4 1 2 3 4 CLK Rejestry Rejestry buduje się z przerzutników typu D Najprostszy rejestr: ładowanie (load) i pamiętanie 0 1 0 0 0 1 0 0 LOAD Taki rejestr nazywamy równoległo-równoległym, krótko równoległym 2

3. Q Q Q Q 3 1 2 4 D D D D wejście 4 1 3 2 szeregowe Rejestr przesuwający SHR 0 0 0 0 0 1 0 clk Taki rejestr nazywamy szeregowo-równoległym, krótko szeregowym 3

4. Q Q Q Q 3 1 2 4 wejście D D D D 4 1 3 2 szeregowe CLK Q Q Q Q D D D D 1 2 3 4 1 2 3 4 CLK Jak zbudować rejestr uniwersalny... tzn. taki, który wykonywałby funkcje zarówno rejestru równoległego , jak też szeregowego 4

5. ...wystarczy rozbudować rejestr przesuwający Q Q Q Q 3 1 2 4 Q D wejście D D D D 4 1 3 2 Q szeregowe CLK Clock D0 D1 Sel 5

6. Wejścia równoległe X X X x x R 1 0 1 Wejście szeregowe R R x p s s 1 1 0 s s (Q) (Q) 2 2 Clock clock clock D D D D Wejście sterujące Y Y Y := X LOAD Y := Y HOLD Y := X LOAD Y := Y HOLD Clock D D D D Clock Y Y := SHR(xp, Y) Y := SHR(xp, Y) Q Q Q Q Wyjścia równoległe Rejestr szeregowo-równoległy Taki rejestr można rozbudowywać dalej uzyskując tzw. rejestr uniwersalny 6

7. Mikrooperacje rejestru LOAD HOLD SHR 0 xR 1100 1100 LOAD HOLD SHR 0010 LOAD 0110 0011 SHR – przesuwanie w prawo 0001 7

8. E Licznik clock Q Liczniki… …przykład syntezy licznika (zadanie 8.1 skrypt Układy logiczne w zadaniach) Zaprojektować licznik mod 8 z wejściem zezwalającym E (Enable). Przerzutniki do realizacji dobrać tak, aby uzyskać najprostszy schemat logiczny licznika. 8

9. Errata… Funkcje wzbudzeń dla przerzutników T T2 = T1 = T0 = 9

10. = T E 0 = T EQ Enable Q Q Q T0 T1 T2 1 0 = = T EQ Q T Q Clock Q Q Q 2 0 1 1 1 1) Najprostszy na świecie Schemat logiczny licznika1) 10

11. Enable Q Q Q Q T T T T Clock Q Q Q Q Schemat ten można uogólnić… 11

12. Enable Q Q Q Q T T T T Clock Q Q Q Q Rst Licznik 4-bitowy 0 1 0 0 Wada:jest to licznik bez funkcji: LOAD (ładowanie) Realizacja funkcji ładowania dla przerzutników T jest niemożliwa Jak wybrnąć z tej sytuacji? Trzeba znać i rozumieć układy logiczne! 12

13. Q’ = D T Q D Q clk D = Przerzutnik T realizowany z D Równanie charakterystyczne: Q’ = f(I1,I2,Q) 13

14. Enable Q Q Q Q T T T T Clock Q Q Q Q Rst T Q D Q clk Licznik z wpisem równoległym.. …uzyskamy, zastępując przerzutniki T… 14

15. Licznik z przerzutnikami D Wprowadzając taką zmianę, jak też wprowadzając przed wejście każdego D multiplekser, uzyskujemy strukturę licznika z mikrooperacją wpisu równoległego. 15

16. Licznik z wpisywaniem równoległym Enable 0 Q Q D 0 1 D 0 Q 0 Q Q D 1 D 1 1 Wejścia równoległe Q Wyjścia równoległe 0 Q Q D 2 D 1 2 Q 0 Q Q D 3 D 1 3 Q Output Load carry Clock 16

17. X L s 1 s (Q) 2 clock Y Y := X LOAD Y := Y HOLD Y := Y+1 COUNT Licznik z wpisywaniem równoległym Enable 0 Q Q D 0 1 D 0 Q 0 Q Q D 1 D 1 1 Q 0 Q Q D 2 D 1 2 Q 0 Q Q D 3 D 1 3 Q Output Load carry Clock 17

18. Mikrooperacje licznika LOAD HOLD COUNT 1100 1100 LOAD HOLD COUNT 0010 LOAD 1101 1110 Zliczanie 1111 18

19. Pamięci typu ROM X0 n ROM N  m A Xi XN-1 m Y N = 2n N słów (komórek) m-bitowych W każdym komórce pamięci zapisane jest słowo m-bitowe Pamięć ROM jest uniwersalnym układem kombinacyjnym 19

20. Pamięci typu ROM 0 1 2 3 4 5 6 7 Adres ROM 8  4 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 20

21. Więcej o cyfrowych blokach funkcjonalnych w… 21