2-komplements representasjon. Binær addisjon. 2-komplements representasjon (forts.) Dagens temaer

Like dokumenter
! Dekoder: En av 2 n output linjer er høy, avhengig av verdien på n inputlinjer. ! Positive tall: Som før

Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and

! Brukes for å beskrive funksjoner i digitale kretser. ! Tre grunnleggende funksjoner: AND, OR og NOT

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i læreboken. Oppbygging av flip-flop er og latcher. Kort om 2-komplements form

Andre funksjoner som NAND, NOR, XOR og XNOR avledes fra AND, To funksjoner er ekvivalente hvis de for alle input-kombinasjoner gir

Dagens temaer. temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation. av sekvensielle kretser. and Architecture. Tilstandsdiagram.

En mengde andre typer som DVD, CD, FPGA, Flash, (E)PROM etc. (Kommer. Hukommelse finnes i mange varianter avhengig av hva de skal brukes til:

Dagens temaer. Sekvensiell logikk: Kretser med minne. D-flipflop: Forbedring av RS-latch

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Sekvensiell logikk. Flip-flop er

TFE4101 Krets- og Digitalteknikk Vår 2016

Dagens tema. Dagens tema hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Sekvensiell logikk. Flip-flop er. Tellere og registre

Dagens tema. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i læreboken. Repetisjon, design av digitale kretser. Kort om 2-komplements form

Løsningsforslag til eksamen i INF2270

Løsningsforslag til avsluttende eksamen i HUMIT1750 høsten 2003.

x 1, x 2,..., x n. En lineær funksjon i n variable er en funksjon f(x 1, x 2,..., x n ) = a 1 x 1 + a 2 x a n x n,

Løsningsforslag til Obligatorisk oppgave 2

Sem 1 ECON 1410 Halvor Teslo

Temahefte nr. 1. Hvordan du regner med hele tall

Eksempeloppgaver 2014 Løsninger

Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and. ! Kort repetisjon fra forrige gang

1 Algebra. 1 Skriv disse uttrykkene så enkelt som mulig: a) 2(a + 3) (3 + 3a) b) 2(1 a) + a(2 + a) c) 1 + 2(1 3a) + 5a d) 4a 3ab 2(a 5b) + 3(ab 2b)

Mer øving til kapittel 3

1 Tallregning og algebra

... JULEPRØVE 9. trinn...

Oppgave 2 Betydningen til hvert enkelt siffer er bestemt av sifferets plassering eller posisjon. Tallet 4321 betyr

MIK 200 Anvendt signalbehandling, 2012.

TRANSISTOR SOM BRYTER anvendt i enkle logiske CMOS

5: Algebra. Oppgaver Innhold Dato

S1 kapittel 4 Logaritmer Løsninger til oppgavene i boka

Fasit. Grunnbok. Kapittel 2. Bokmål

Brøkregning og likninger med teskje

Eksamen våren 2018 Løsninger

TRANSISTOR SOM BRYTER anvendt i enkle logiske CMOS

9 Potenser. Logaritmer

Faktorisering. 1 Hva er faktorisering? 2 Hvorfor skal vi faktorisere? Per G. Østerlie Senter for IKT i utdanningen 11.

1T kapittel 3 Funksjoner Løsninger til oppgavene i læreboka

Integrasjon Skoleprosjekt MAT4010

KAP. 5 Kopling, rekombinasjon og kartlegging av gener på kromosomenen. Kobling: To gener på samme kromosom segregerer sammen

Integralregning. Mål. for opplæringen er at eleven skal kunne

Institutt for elektroteknikk og databehandling

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8 Numerisk integrasjon

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 9 Numerisk integrasjon

S1 kapittel 6 Derivasjon Løsninger til oppgavene i boka

Digital CMOS VDD A Y INF1400 Y=1 A=0 A=1 Y=0. g=0 g=1. nmos. g=0 g=1. pmos. 3. En positiv strøm (strømretning) vil for en nmos transistor

IN1020. Sekvensiell Logikk

Kapittel 3. Potensregning

... JULEPRØVE

Dagens temaer. Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and Architecture. Kort repetisjon fra forrige gang. Kombinatorisk logikk

Nytt skoleår, nye bøker, nye muligheter!

Terminprøve Matematikk Påbygging høsten 2014

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgave N2.1. Kontantstrømmer

Integrasjon. et supplement til Kalkulus. Harald Hanche-Olsen 14. november 2016

FASIT, tips og kommentarer

INF1400 Kap4rest Kombinatorisk Logikk

2 Symboler i matematikken

R1 kapittel 1 Algebra

Forelesning 5. Diverse komponenter/større system

Fasthetslære. HIN Teknologisk avd. RA Side 1 av 8

Kapittel 4 Tall og algebra Mer øving

Les Produktsikkerhetsguide før du kobler til maskinen. Les deretter Hurtigstartguide for korrekt konfigurering og installering.

Fasit. Oppgavebok. Kapittel 5. Bokmål

UNIVERSITETET I OSLO

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 10 1 LØSNING ØVING 10

S1 kapittel 1 Algebra Løsninger til oppgavene i læreboka

Flere utfordringer til kapittel 1

Løsningsforslag INF1400 H04

DEL 1 Uten hjelpemidler

Dagens temaer. Dagens temaer er hentet fra P&P kapittel 3. Motivet for å bruke binær representasjon. Boolsk algebra: Definisjoner og regler

ITPE2400/DATS2400: Datamaskinarkitektur

STATISTIKK, KOMBINATORIKK OG SANNSYNLIGHET

6 Brøk. Matematisk innhold Brøk i praktiske situasjoner Brøk som del av en mengde. Utstyr Eventuelt ulike konkreter, som brikker og knapper

Fag: Matematikk 1T-Y for yrkesfag for elever og privatisterr. Eksamensdato: 16. januar 2012

Eksamen høsten 2015 Løsninger

Effektivitet og fordeling

Eksamen høsten 2015 Løsninger

Eneboerspillet. Håvard Johnsbråten

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 8. a =

INF1400. Sekvensiell logikk del 1

Terminprøve Matematikk for 1P 1NA høsten 2014

Forelesning 6. Sekvensiell logikk

3.7 Pythagoras på mange måter

12 MER OM POTENSER POTENSER

Tall i arbeid Påbygging terminprøve våren 2013

DEL 1 Uten hjelpemidler

Tall i arbeid Påbygging terminprøve våren 2014

Repetisjon digital-teknikk. teknikk,, INF2270

Mer øving til kapittel 2

Snarveien til. MySQL og. Dreamweaver CS5. Oppgaver

DEL 1 Uten hjelpemidler

Fasit. Grunnbok. Kapittel 4. Bokmål

Litt av matematikken bak solur

TRANSISTOR SOM BRYTER anvendt i enkle logiske CMOS

Tom Lindstrøm. Tilleggskapitler til. Kalkulus. 3. utgave. Universitetsforlaget,

MIK 200 Anvendt signalbehandling, 2012.

YF kapittel 10 Eksamenstrening Løsninger til oppgavene i læreboka

Vår 2004 Ordinær eksamen

Løsningsforslag Kollokvium 6

LØSNINGSFORSLAG(Sensor) I TMA4140 og MA0302

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 8. a = e m E

Transkript:

2 Dgens temer Dgens temer hentes fr kpittel 3 i Computer Orgnistion nd Architecture Kort repetisjon 2-komplements form Binær ddisjon/sutrksjon Aritmetisk-logisk enhet (ALU) Sekvensiell logikk RS-ltch 2-komplements representsjon Brukes for å representere inære tll med fortegn. Det mest signifikte it et ngir om tller er positivt eller negtivt Positive tll: Som før Negtive tll: Representeres ved å invertere lle it ene i det tilsvrende positive tllet og legge til. Eksempel: Konvertere 7 til 7 i inær 2-komplements form ) 7 = 2 2) Inverterer lle it ene: 3) Legger til : + = 2-komplements representsjon (forts.) Ikke lenger mulig å lgre like store positive tll. Verdiområdet er endret fr 2 n - til 2 n- 2 n- for et n-its inært tll. 3 Eksempel 4 it kn representere tll fr til 5 uten fortegn, eller tll fr 8 til 7 på 2- komplements form Fordelen ved 2-komplements forrm er t ddisjon og sutrksjon lir smme opersjon, dvs ddisjon! Binær ddisjon Tilsvrer ritmetisk ddisjon i titlls-systemet Eksempel + 4 Notsjonen = n- n-2.. rukes for å ngi enkelt-it ene i et tll som er n it lngt. Snnhetsverditell for hlvdder: S C S = + C =

6 5 Binær ddisjon (forts.) Kretsen klles hlvdder fordi den ikke tr hensyn til eventuelle menteit fr itddisjonen til høyre. Tr mn hensyn til menteit fr itposisjon til høyre klles kretsen en fulldder: i S i + S i = i + i + i + i + = i + i + er menteit et som le generert i posisjonen til høyre for posisjon i, mens + er menteit et som le generert i posisjon i. Binær ddisjon (forts.) Skriver om uttrykkene for S i og + S i = i + i + i + i = i ( + ) + i ( + ) = i ( + ) + i ( + ) = i ( + ) = i + = i + i + = ( i + ) + i = ( i ) + i Hlvdder Binær ddisjon (forts.) For å ddere tll med flere it setter mn smmen fullddere: 3 3 2 2 C 4 FA FA FA FA 7 C 3 C 2 8 C C S 3 S 2 S S Svkhet: Mentepropgering (siste itposisjon kn ikke eregnes for de foregående er eregnet) Dtpth og ALU Dtpth: Den delen v en CPU hvor eregninger forets (åde ritmetiske og logiske, inkludert dresseeregninger) Aritmetisk-Logiske Enhet (ALU) utfører logiske og ritmetiske opersjoner på to input-vrile i dt pth. En CPU hr flere ALU er slik t eregninger kn forts i prllell, f.eks eregning v dresser (neste instruksjon) og utføring v selve instruksjoner Mye energi legges ned i å optimlisere designet v en ALU for å få mksiml ytelse

Dtpth og ALU (forts.) Betyr t signlet estår v flere it (uss), og er hver på n it 9 Opertion Antll it i Opertion er vhengig v ntll ulike opersjoner som ALUen kn utføre -its ALU -its ALU som kn utføre AND eller OR Kn designes med en MUX, AND og OR porter. Opertion M U X Opertion AND OR Funksjonen ALU en utfører er mo. styrr (kontrollert v Opertionsignlet) -its ALU (forts.) -its ALU som kn utføre AND, OR eller ddisjon n Opertion Add 2 3 M U X Opertion AND OR + + n Ingen funksjon C out -its ALU (forts.) -its ALU som kn utføre AND, OR, ddisjon eller sutrksjon Invert_ n 2 Add C out 2 3 Opertion M U X Invert_ Opertion AND OR + + n Ingen funksjon AND OR + + n Ingen funksjon

4 Invert_ C Opertion in n-its ALU 3 it ALU out Setter smmen -its ALU er Legg merke smmenkolingen v n og Invert_ på ALU for å gi riktig mente inn å legge til ved sutrksjon (forutsetter 2-komplements form) it ALU out 5 5 it ALU out 5 Sekvensiell logikk Hvis output fr en krets kun er vhenghig v nåværende input, klles den komintorisk Hvis output fr en krets er vhengig v nåværende og tidligere input, klles kretsen sekvesiell. Den må d inneholde minne eller hukommelse Alle dtmskiner inneholder en lnding v komintorisk logikk og hukommelse. Hukommelse finnes i mnge vrinter vhengig v hv de skl rukes til: I RAM rukes spesilisert teknologi sert på lgring v elektriske ldinger (kondenstorer) Inne i CPU en rukes hukommelse sert på logiske porter. En mengde ndre typer som DVD, CD, FPGA, Flsh, (E)PROM etc. (Kommer tilke til disse senere i kurset) Sekvensiell logikk I synkrone sekvensielle kretser skjer endringen(e) i output smtidig med endringen i et klokkesignl, eller når klokkesignlet enten er eller I synkrone sekvensielle kretser skjer endringene i output med en gng uten noe klokkesignl. Asynkrone kretser er rskere, men enyttes sjelden fordi de er mye vnskligere å designe og teste Klokkefrekvensen f = /klokkeperioden 5 Høyere frekvens etyr kortere tid mellom hver gng en endring kn skje Pentium 4 kjører på over 3 GHz Eksperimentelle trnsistorer kn skifte mellom og med en frekvens på 57 GHz! Klokkeperiode Stigende flnke Fllende flnke RS-ltch Hukommelseselement med to innsignler: S(et) og R(eset), og to utgnger Q og Q Q og Q er definert som inverterte verdier v hverndre; utgngsverdien hentes normlt fr Q-utgngen lene. 6 RS-ltchen rukes sjelden direkte, (men ndre typer hukommelsesceller ygger på den) RS-ltchen er synkron siden den ikke enytter et klokkesignl for å styre overgngen mellom to forskjellige verdier på utgngen skl finne sted.

8 RS-ltch (forts.) 7 Anlyserer kretsen for S = og R = S= P Q=? NAND R= P2 Q = Kn ikke estemme utgngen fr P (Q) uten å vite hv q er Utgngen fr port P2 (Q ) er, fordi en på en v inngngene lltid vil gi en Dermed er Q = q =, og d lir utgngen fr port P (Q) lik. RS-ltch (forts.) Anlyserer kretsen for S = og R = S= P Q= NAND R= P2 Q =? Kn ikke estemme utgngen fr P2 (Q ) uten å vite hv q er Utgngen fr port P (Q) er, fordi en på en v inngngene lltid vil gi en Dermed er Q = q =, og d lir utgngen fr P2 (Q ) lik. RS-ltch (forts.) Anlyserer kretsen for S = og R = S= P Q=? NAND R= P2 Q =? 9 Kn verken estemme Q eller Q fordi vi må kjenne den ene for å finne den ndre. Siden Q (eller Q ) åde kn være og, må vi vite hv forrige inputverdi vr: S R Q Q Kommentr Etter S = og R = Etter S = og R = RS-ltch (forts.) Ssite tilfellet: S = og R = S= P Q= 2 NAND R= P2 Q = Både Q og Q er lik. men er i konflikt med definisjonen v Q og Q I design unngås denne kominsjonen (S = R = ).

Oppsummering RS-ltch S R Q Q Kommentr 2 Etter S = og R = Etter S = og R = RS-ltch kn også konstrueres med NOR-porter (se ukeoppgve) Ulemper ved RS-ltch Utgngen vil endre seg så fort inngngen endrer seg. = R = gir en ikke-definert tilstnd på utgngen; kn være vnskelig å kontrollere t ikke S og R er smtidig S Foredring v RS-ltch Ved å utvide kretsen med 2 NAND-porter og en inverter: Forhindrer mn t utgngen endrer seg når WE (Write Enle) er, siden åde S = R =, og dermed eholdes verdien til Q Inverteren forhindrer t S=R= smtidig NAND 22 Når WE = vleses D, og fører til t ENTEN S = og R = (D = ) ELLER S = og R = (D = ). Når WE går til igjen, vil verdien Q forli uendret helt til WE lir og D eventuelt endrer verdi.