logiČke strukture

41
LOGIČKE STRUKTURE kombinacione i sekvencijalne

Upload: dom

Post on 11-Jan-2016

114 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

LOGIČKE STRUKTURE. kombinacione i sekvencijalne. KOMBINACIONE STRUKTURE. Primjena kombinacionih struktura. usmjeravanje podataka iz jednog od više mogućih izvora do jednog odredišta, obavljanje aritmetičkih i logičkih operacija, pretvaranje kodova, i kompresija i ekspanzija podataka. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: LOGIČKE STRUKTURE

LOGIČKE STRUKTURE

kombinacione i sekvencijalne

Page 2: LOGIČKE STRUKTURE

KOMBINACIONE STRUKTURE

KOMBINACIONE STRUKTURE

Page 3: LOGIČKE STRUKTURE

Primjena kombinacionih struktura

Primjena kombinacionih struktura

usmjeravanje podataka iz jednog od više mogućih izvora do jednog odredišta,

obavljanje aritmetičkih i logičkih operacija,

pretvaranje kodova, i kompresija i ekspanzija podataka

Page 4: LOGIČKE STRUKTURE

Procedura projektovanjaProcedura projektovanja

izvršiti postavku problema, identifikacija i imenovanje ulaznih i

izlaznih promjenjivih, povezivanje izlaznih promjenjivih sa

ulaznim (preko tabela istine ili logičkih izraza),

minimizacija Booleovih funkcija, crtanje šema, i realizacija.

Page 5: LOGIČKE STRUKTURE

Polusabirač (engl. HA od - Half Adder)

Polusabirač (engl. HA od - Half Adder)

ULAZI IZLAZI

X Y S C

0 0 0 0

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1

S = X'Y + XY'C = XY

Page 6: LOGIČKE STRUKTURE

Puni sabirač (engl. FA od - Full Adder)

Puni sabirač (engl. FA od - Full Adder)

ULAZI IZLAZIX Y Z S C0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1

S = X'Y'Z + X'YZ' + XY'Z' + XYZ == X'Y'Z + X'YZ' + X(Y'Z' + YZ) == X'(Y'Z + YZ') + X(Y'Z' + YZ) =

= XYZ 

C = X'YZ + XY'Z + XYZ' + XYZ == Z(XY)+XY

Page 7: LOGIČKE STRUKTURE

FA=2HA+”ILI”FA=2HA+”ILI”

Page 8: LOGIČKE STRUKTURE

Poluoduzimač (engl. HS od - Half

Substractor)

Poluoduzimač (engl. HS od - Half

Substractor) ULAZI IZLAZI

X Y D B

0 0 0 0

0 1 1 1

1 0 1 0

1 1 0 0

D = X'Y + XY' = XYB = X'Y

Page 9: LOGIČKE STRUKTURE

Puni oduzimač (engl. FS od - Full Substractor)

Puni oduzimač (engl. FS od - Full Substractor)

ULAZI IZLAZI

X Y Z D B

0 0 0 0 0

0 0 1 1 1

0 1 0 1 1

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 0

1 1 0 0 0

1 1 1 1 1

D = X'Y'Z + X'YZ' + XY'Z' + XYZ = XYZ

B = X'Y'Z + X'YZ' + X'YZ + XYZ

Page 10: LOGIČKE STRUKTURE

STANDARDNI KOMBINACIONI BLOKOVI

STANDARDNI KOMBINACIONI BLOKOVI

MULTIPLEKSERDEMULTIPLEKSERDEKODERIKODERIROMPAL/PLAPARALELNI BINARNI SABIRAČBAREL-ŠIFTERARITMETIČKO-LOGIČKA JEDINICA

Page 11: LOGIČKE STRUKTURE

MULTIPLEKSERMULTIPLEKSERULAZ IZLAZ

S1 S0 Y

0 0 I0

0 1 I1

1 0 I2

1 1 I3

Page 12: LOGIČKE STRUKTURE

Struktura MUX-a “4 u 1”Struktura MUX-a “4 u 1”

Page 13: LOGIČKE STRUKTURE

MUX sa /E upravljačkim ulazom

MUX sa /E upravljačkim ulazom

/E S1 S0 Y

1 X X Z =

0 0 0 I0

0 0 1 I1

0 1 0 I2

0 1 1 I3

Page 14: LOGIČKE STRUKTURE

MUX i realizacija Booleovih funkcija (npr. sa 4

varijable)

MUX i realizacija Booleovih funkcija (npr. sa 4

varijable) I U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7

a3

’m0 m1 m2 m

3

m4 m5 m6 m7

a3 m8 m9 m1

0

m1

1

m1

2

m1

3

m1

4

m1

5

Ako su ispod oznake ulaza zaokruženi: 

a) oba minterma, na odgovarajući ulaz se dovodi "1",b) samo gornji minterm, na odgovarajući ulaz se dovodi

a3',c) samo donji minterm, na odgovarajući ulaz se dovodi

a3, id) nijedan minterm, na odgovarajući ulaz se dovodi "0".

Page 15: LOGIČKE STRUKTURE

DEMULTIPLEKSER DEMULTIPLEKSER ULAZI IZLAZI

/E S1 S2 D0 D1 D2 D3

1 X X 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1

0 0 1 1 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 0

Page 16: LOGIČKE STRUKTURE

Realizacija DEMUX-aRealizacija DEMUX-a

Kada se ulaz koristi kao /E (enable) signal, ovaj sklop radi kao dekoder.

Page 17: LOGIČKE STRUKTURE

DEKODERI DEKODERI ULAZI IZLAZI

/E A B I0 I1 I2 I3

1 X X 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1

0 0 1 1 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 0

Page 18: LOGIČKE STRUKTURE

74LS13874LS138

Page 19: LOGIČKE STRUKTURE

Dekoderi i Booleove funkcije

Dekoderi i Booleove funkcije

Izlazi iz dekodera predstavljaju minterme ulaznih signala

puni sabirač se može realizovati kao:

S = (1,2,4,7)C = (3,5,6,7)

Page 20: LOGIČKE STRUKTURE

KODERI KODERI ULAZI IZLAZI

I3 I2 I1 I0 A B

0 0 0 1 0 0

0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0

1 0 0 0 1 1

Page 21: LOGIČKE STRUKTURE

Koder prioritetaKoder prioriteta

ULAZI IZLAZI

I3 I2 I1 I0 A B

0 0 0 1 0 0

0 0 1 X 0 1

0 1 X X 1 0

1 X X X 1 1

Page 22: LOGIČKE STRUKTURE

ROM (od engl. Read Only

Memory)

ROM (od engl. Read Only

Memory)

Page 23: LOGIČKE STRUKTURE

Struktura ROM-aStruktura ROM-a

Page 24: LOGIČKE STRUKTURE

PAL (od Programable Array

Logic)

PAL (od Programable Array

Logic)

Page 25: LOGIČKE STRUKTURE

PLA(od Programable Logic

Array)

PLA(od Programable Logic

Array)

Page 26: LOGIČKE STRUKTURE

PARALELNI BINARNI SABIRAČ (npr. 4-bitni)PARALELNI BINARNI SABIRAČ (npr. 4-bitni)

Page 27: LOGIČKE STRUKTURE

Realizacija iterativnom metodom

Realizacija iterativnom metodom

Page 28: LOGIČKE STRUKTURE

FA sa propagatorom i generatorom prenosaFA sa propagatorom i generatorom prenosa

Page 29: LOGIČKE STRUKTURE

Pi i GiPi i Gi

Pi (= Ai Bi ) je propagator prenosa koji, kada je samo jedan od ulaza u “1”, omogućava ulaznom prenosu Ci da “propagira” na izlazni Ci+1

Gi (= AiBi ) je generator prenosa jer “generiše” prenos Ci+1 kada su oba ulaza u “1”.

Page 30: LOGIČKE STRUKTURE

C4 i bez C3 !!!C4 i bez C3 !!!

Logičke jednačine izlaznih signala postaju:Si = Pi Ci

Ci+1 = PiCi + Gi

pa jeC1 = G0 + P0C0

C2 = G1 + P1C1 = G1 + P1(G0 + P0C0 ) = G1 + P1G0 + P1P0C0

C3 = G2 + P2C2 = G2 + P2(G1 + P1G0 + P1P0C0) = G2 + P2G1 + P2P1G0 + P2P1P0C0

C4 = G3 + P3C3 = G3 + P3(G2 + P2G1 + P2P1G0 + P2P1P0C0)

C4 je moguće realizovati sa dva nivoa logičkih kola.

C4 = G3 + P3G2 + P3P2G1 + P3P2P1G0 + P3P2P1P0C0

Page 31: LOGIČKE STRUKTURE

Generator prenosa sa pogledom unaprijed

Generator prenosa sa pogledom unaprijed

Page 32: LOGIČKE STRUKTURE

BAREL-ŠIFTER (od engl. barrel – bure)

BAREL-ŠIFTER (od engl. barrel – bure)

Barel-šifter

D0D1D2D3D4D5D6D7

Q0Q1Q3Q4Q5Q6Q7 Q2

S0S1S2

Page 33: LOGIČKE STRUKTURE

Kombinaciona struktura!Kombinaciona struktura!

S2 S1 S0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0

0 0 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

0 0 1 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7

0 1 0 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6

0 1 1 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5

1 0 0 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4

1 0 1 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3

1 1 0 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2

1 1 1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1

Page 34: LOGIČKE STRUKTURE

Logičke jednačine kod rotiranja

Logičke jednačine kod rotiranja

Q0 = S2’S1’S0’D0 + S2’S1’S0D7 + S2’S1S0’D6 + S2’S0S1D5 + S2S1’S0’D4 + S2S1’S0D3 + S2S1S0’D2 + S2S1S0D1

Q1 = S2’S1’S0’D1 + S2’S1’S0D0 + S2’S1S0’D7 + S2’S0S1D6 + S2S1’S0’D5 + S2S1’S0D4 + S2S1S0’D3 + S2S1S0D2

i tako dalje, do  Q7 = S2’S1’S0’D7 + S2’S1’S0D6 +

S2’S1S0’D5 + S2’S0S1D4 + S2S1’S0’D3 + S2S1’S0D2 + S2S1S0’D1 + S2S1S0D0

ako se ne vrši rotiranje – sklop je jednostavniji

Page 35: LOGIČKE STRUKTURE

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 S2S1S0E' Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7

Struktura barel-šiftera koji rotira ulijevo

Page 36: LOGIČKE STRUKTURE

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 A

BCGYW

1-8 MUX

D0D1D2D3D4D5D6D7 S2S1S0E' Q0 Q1Q2 Q3Q4Q5Q6 Q7

Struktura barel-šiftera koji pomjera ulijevo, a na ostala mjesta upisuje nule

Page 37: LOGIČKE STRUKTURE

ARITMETIČKO-LOGIČKA JEDINICA

ARITMETIČKO-LOGIČKA JEDINICA

Page 38: LOGIČKE STRUKTURE

Tabela istine ALUTabela istine ALUF1 F0 IZLAZ

0 0 A B

0 1 A V B

1 0 /B

1 1 A+B

Page 39: LOGIČKE STRUKTURE

8-bitna ALU8-bitna ALU

Page 40: LOGIČKE STRUKTURE

74LS181...74LS181...

Page 41: LOGIČKE STRUKTURE

... i tabela istine... i tabela istineS3 S2 S1 S0 M=1 M=0 C0=1 M=0 C0=0

0 0 0 0 A’ A A+1

0 0 0 1 (AB)’ AB (AB’)+1

0 0 1 0 A’ B AB’ (AB’)+1

0 0 1 1 0 -12kk 0

0 1 0 0 (AB)’ A+(AB)’ A+(AB)’+1

0 1 0 1 B’ (AB)+( AB’) (AB)+( AB’)+1

0 1 1 0 AB A-B-1 A-B

0 1 1 1 AB’ (AB’)-1 AB’

1 0 0 0 A’B A+(AB) A+( AB)+1

1 0 0 1 (AB)’ A+B A+B+1

1 0 1 0 B (AB’)+( AB) (AB’)+( AB)+1

1 0 1 1 AB (AB)-1 AB

1 1 0 0 1 A+A<-1 A+A<-1+1

1 1 0 1 AB’ (AB)+A (AB)+A+1

1 1 1 0 AB (AB’)+A (AB’)+A+1

1 1 1 1 A A-1 A