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25 marzo 2003
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Circuiti digitali 2Circuiti digitali 2
Architettura degli Elaboratori 1Architettura degli Elaboratori 1A.A. 2002A.A. 2002--0303
© Roberto Bisiani, 2000, 2001, 2002, Fabio Marchese 2003
25 marzo 2003 Architettura degli Elaboratori 1 – A.A. 2002-03
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Esempi di circuiti logici tipiciEsempi di circuiti logici tipici
Verranno usati come blocchi per costruire un Verranno usati come blocchi per costruire un calcolatore vero e propriocalcolatore vero e proprio
Sono disponibili commercialmenteSono disponibili commercialmente
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MultiplexerMultiplexer
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Uso dei Uso dei multiplexermultiplexer
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DemultiplexerDemultiplexer
L’inverso del L’inverso del multiplexermultiplexer: invia un segnale di : invia un segnale di ingresso su una di n linee di uscita.ingresso su una di n linee di uscita.
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DecoderDecoder
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ComparatoriComparatori
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ShifterShifter
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Semi Semi -- SommatoreSommatore
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Sommatore completoSommatore completo
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ALU da 1 bit ALU da 1 bit (1)(1)
con istruzioni: con istruzioni: AND, OR, NOT, AND, OR, NOT, ADDADD
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ALU da 1 bit ALU da 1 bit (2) (2) con SUBcon SUB
a a -- b = a + b + 1b = a + b + 1
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ALU da 8 bitALU da 8 bit
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ALU da 1 bit ALU da 1 bit con con LessLess/Set/Set
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ALU da 8 bit ALU da 8 bit con con SltSlt
a<b a<b ⇔⇔ ((aa--bb) < 0) < 0
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Componenti che “ricordano”Componenti che “ricordano”Le porte logiche da sole possono solo Le porte logiche da sole possono solo calcolare funzioni logiche ma non possono calcolare funzioni logiche ma non possono memorizzare i risultatimemorizzare i risultati
Per memorizzare i risultati (in assenza dei Per memorizzare i risultati (in assenza dei valori di ingresso che li hanno generati) valori di ingresso che li hanno generati) bisogna che ci sia un qualche meccanismo bisogna che ci sia un qualche meccanismo di “mantenimento” dell’informazionedi “mantenimento” dell’informazione
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TerminologiaTerminologiaI circuiti la cui uscita dipende esclusivamente I circuiti la cui uscita dipende esclusivamente dai valori di ingresso si chiamano dai valori di ingresso si chiamano combinatoricombinatori e NON hanno memoriae NON hanno memoria
I circuiti la cui uscita dipende anche da valori I circuiti la cui uscita dipende anche da valori di uscita precedenti si chiamano di uscita precedenti si chiamano sequenzialisequenzialie contengono elementi di memoriae contengono elementi di memoria
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Circuiti sequenzialiCircuiti sequenziali
Questi circuiti hanno una parte combinatoria Questi circuiti hanno una parte combinatoria e una parte di memoriae una parte di memoria
Gran parte dei circuiti in un calcolatore sono Gran parte dei circuiti in un calcolatore sono circuiti sequenzialicircuiti sequenziali
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Latch SR Latch SR (1)(1)
Circuito a porte logicheCircuito a porte logiche
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Latch SR Latch SR (2)(2)Stati stabili:
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Latch SR Latch SR (3)(3)
Circuito a transistor di un SRCircuito a transistor di un SR
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Clock Clock (1)(1)
Segnale periodicoSegnale periodicoFrequenza: numero di volte che il segnale torna Frequenza: numero di volte che il segnale torna allo stesso valoreallo stesso valore
Misurata in Hz (Hertz)Misurata in Hz (Hertz)
Periodo o tempo di ciclo: tempo tra due ritorni Periodo o tempo di ciclo: tempo tra due ritorni del segnale allo stesso valore, si misura in del segnale allo stesso valore, si misura in secondi.secondi.
Inverso della frequenzaInverso della frequenza
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ClockClock (2)(2)
A cosa serve?A cosa serve?
A far “avanzare” i circuiti logici alternando A far “avanzare” i circuiti logici alternando momenti di calcolo a momenti di momenti di calcolo a momenti di memorizzazione del risultatomemorizzazione del risultato
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LatchLatch SR sincronizzatoSR sincronizzato
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FlipFlip--flopflop
La differenza con i latch: i flipLa differenza con i latch: i flip--flop flop memorizzano l’informazione al momento di memorizzano l’informazione al momento di transizione del clock, mentre i latch transizione del clock, mentre i latch memorizzano in un particolare stato del memorizzano in un particolare stato del clockclock
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FlipFlip--flopflop DD
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Es. di registro a 8 bitEs. di registro a 8 bit
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RegisterRegister filefile (1)(1)
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RegisterRegister filefile (2)(2)
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