Функционалды түйіндер Шифратор және дешифратор Мультиплексор және демультиплексор

Функционалды түйіндер. Шифратор және дешифратор. Мультиплексор және демультиплексор. Компаратор. ЦҚ екі түрге бөлінеді: - комбинациялық сұлбалар; - тізбектелген сұлбалар немесе шектелген автоматтар. Комбинациялық сұлбалар: -- дешифратор және шифратор; --мультиплексор және демультиплексор; -- салыстыру сұлбасы немесе компаратор; -- жартылай қосындылағыш және сумматор. Автоматтар : - Триггер - Регистр - Санағыш - Көпразрядты қосындылағыш

Логикалық элементтер • «ЕМЕС» X Y 0 1 1 0 x 1 0 0 1 1 x 1 • «ЖӘНЕ» y 1 • «НЕМЕСЕ» x 2 y 0 0 1 1 1

ДЕШИФРАТОР И ШИФРАТОР • Дешифратор – кірісінде берілген коданы көп шығыстың біреуінде ғана болатын бірлікке түрлендіретін комбинациялық сұлба. • Шифратор - выполняют функцию, обратную функции дешифраторов, т. е. при возбуждении одного из входов шифратора на его выходах образуется двоичный код, отображающий номер возбужденного входа. В общем случае двоичный код шифраторов имеет 2 п входов и n выходов

ДЕШИФРАТОР •

ШИФРАТОР

МУЛЬТИПЛЕКСОР И ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР • Мультиплексором называется комбинационная схема, осуществляющая передачу данных от n входных каналов в один выходной канал. Подключение входных каналов к выходному производится под управлением кода адреса. • Демультиплексор имеет один информационный вход и n информационных выходов. Демультиплексоры выполняют функцию, обратную функции мультиплексора.

МУЛЬТИПЛЕКСОР

ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОР

СХЕМА СРАВНЕНИЯ ИЛИ КОМПАРАТОР

ОДНОРАЗРЯДНЫЕ ПОЛУСУММАТОР И СУММАТОР • Одноразрядные сумматоры предназначены для сложения одноименных разрядов двух слагаемых (хi и уi) с учетом переноса из предыдущего разряда (Рi 1) и вырабатывают в том же машинном такте значения суммы (Si) и переноса в следующий разряд (Pi). Другими словами одноразрядный сумматор складывает три бита xi, yi и Рi-1 и формирует Si и Рi. • Сумматором называется узел ЭВМ, предназначенный для арифметического сложения кодов. • Сумматоры, в которых при сложении двух слагаемых (х и у) не учитывается перенос из младшего разряда, называют полусумматорами

ТАБЛИЦЫ ИСТИННОСТИ ПОЛУСУММАТОРА И СУММАТОРА xi yi si pi pi-1 xi yi si pi 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1

ПОЛУСУММАТОР

СУММАТОР

ТРИГГЕРЫ, РЕГИСТРЫ И СЧЕТЧИКИ • Триггер является основным запоминающим элементом цифровой техники, который может находиться в одном из двух устойчивых состояний, и используется в цифровых устройствах для хранения двоичной информации. • Регистр - это типовой узел ЭВМ, который служит для запоминания и преобразования многоразрядных двоичных слов. Регистр состоит из триггеров и вспомогательных логических схем. • Счетчиком называется узел ЭВМ, который служит для подсчета числа входных сигналов. Максимальное число, которое может быть представлено счетчиком, равно N=2 n 1, что является емкостью счетчика, где n - разрядность счетчика.

ТРИГГЕР • Классификация триггеров • По методу синхронизации – синхронные и асинхронные: • По базису – на основе схем ИЛИ-НЕ, на сонове схем И-НЕ и на комбинационной основе. • По типу: - RS; D; DV; T; TV; JK. • По количеству ступеней бывают триггеры одно- и двухступенчатые.

RS-триггеры

Двухтактный триггер Двухступенчатые триггеры содержат две запоминающие ячейки, запись информации в которые осуществляется последовательно в разные. моменты времени, с помощью сигналов С 1 и C 2

JK триггер

Т-триггер Синхронный Т-триггер можно получить из JK-триггера путем объединения входов J и К в один, который называется Т- входом (счетным входом).

D-триггер • D-триггеры. Прием информации осуществляется по одному D-входу. Син хронный двухступенчатый D - триггер организован из двух одноступенчатых триггеров.

Счетчики • Счетчиком называется узел ЭВМ, который служит для подсчета числа входных сигналов. Максимальное число, которое может быть представлено счетчиком, равно N=2 n-1, что является емкостью счетчика, где n - разрядность счетчика. По направлению счета счетчики бывают суммирующие, вычитающие и реверсивные. По способу организации разрядного переноса различают счетчики: с последовательным, параллельным и комбинированным переносом. По основанию систем счисления различают: двоичные, двоично-десятичные, с произвольным основанием счета.

Трехразрядный счетчик с последовательным переносом • Счетчик

Десятичный счетчик с параллельным переносом • Счетчик

Многоразрядный сумматор • По способу реализации цепей переноса сумматоры параллельного действия могут иметь следующую организацию: сумматоры с последовательным, одновременным и групповым переносом. • В сумматорах с последовательным переносом перенос распространяется последовательно. Максимальное время распространения переноса составляет: t max=t 1 n, где t 1 - время распространения переноса в одном разряде; n число разрядов сумматора. • В сумматорах параллельного действия с одновременным переносом сигнал переноса вырабатывается одновременно во всех разрядах. Рассмотрим синтез схем одновременного формирования переносов в 4 -х разрядных сумматорах.

Многоразрядные сумматор • В зависимости от того, как обрабатываются (суммируются) разряды n-разрядных чисел, различают многоразрядные сумматоры последовательного и параллельного действия. • В последовательных сумматорах поразрядная обработка слагаемых производится последовательно. При этом разряды суммы запоминаются в регистре суммы, а перенос запоминается на один такт в дополнительном триггере. • В многоразрядных сумматорах параллельного действия разряды слагаемых обрабатываются параллельно. Количество сумматоров в них соответствует разрядности обрабатываемых чисел.

Последовательный многоразрядный сумматор

Параллельный многоразрядный сумматор

Многоразрядные накапливающие сумматоры. • В практических схемах ЭВМ комбинационные многоразрядные сумматоры снабжаются регистром, образуя совместно-накапливающий сумматор.

Арифметическо-логическое устройство(АЛУ) • Арифметико-логических устройств (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических и логических операции.