23
Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik Chalmers tekniska högskola

Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Digital- och datorteknik

Föreläsning #6

Biträdande professor Jan Jonsson

Institutionen för data- och informationsteknik Chalmers tekniska högskola

Page 2: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Kursutvärderingsprocessen

Kursrepresentanter i LEU431: Följande studenter har valts ut av Utbildningsavdelningen: •  Daniel Andersson (TIDAL) •  Adam Bajraszewski (TIELL) •  Magnus Franzon (TIMEL) •  Fabian Sjösten Lundgren (TIMEL) •  Karl Ängermark (TIDAL)

Vänligen kontakta dem om ni vill ge återkoppling angående kursen, t ex om ni har konstruktiva förslag på förbättringar. Kontaktinformation finns på kurshemsidan.

Page 3: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Kursutvärderingsprocessen

1 2 3 4 5 7/8 6 Tenta 1 2 3 4 5 7/8 6 Tenta

Kursintro

Protokoll DHS

Kursrepresentanter presenteras

Anteckningar på kurshemsida

Möte 3 Kursnämnds-

möte Enkät

Möte 1 Intromöte

Hur går det till? (i korthet)

Möte 2 Mittmöte

Bilaga 1 till beslut C 2012/1456

Uppdaterad 2014-02-19

Page 4: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Kombinatoriska nät

Vad kännetecknar ett kombinatoriskt nät?

Ett kombinatoriskt nät är uppbyggt av logikgrindar, och varje utsignal är entydigt definierad av insignalernas värden.

Ett kombinatoriskt nät saknar minne, d v s tidigare insignaler lämnar inga spår.

Ett kombinatoriskt nät uppvisar alltid samma utsignal för en och samma kombination av insignaler.

Page 5: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Kombinatoriska nät

Vad kännetecknar ett kombinatoriskt nät?

Några exempel på kombinatoriska nät är: •  Jämförare •  Kodomvandlare •  Omkodare (binäravkodare, ”decoder”) •  Väljare (”multiplexer”) •  Fördelare (”demultiplexer”) •  ALU (”arithmetic-logic unit”)

Page 6: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Kombinatoriska nät

Demonstrationsexempel – kodomvandlare:

Övningsuppgifter (ur KMP) (Demo) 2.1 Omvandla till decimal form

a) 1011012 f) 101.1012 2.3 Omvandla till decimal form

a) 2C316 2.5 Omvandla till hexadecimal form

a) 101010102 2.6 Omvandla till binär form (naturlig binär kod).

a) 2310 2.13 Skriv 563,78210 på NBCD-kod. 3.4 I denna uppgift betecknar x, y och z booleska variabler. Bevisa genom fullständig binär evaluering, att

b) x + yz = (x+y)(x + z)

3.5 Åskådliggör med hjälp av grindsymboler a) z�(x'+y)

3.13 Skriv nedanstående booleska funktion på disjunktiv normal form. d) f = x�( y’+ z)

3.14 Skriv nedanstående booleska funktion på konjunktiv normal form. c) f = x�( y’+ z)

4.15 Konstruera ett minimalt kombinatoriskt nät som omvandlar den NBCD-kodade siffran X = (x3x2x1x0)NBCD till sitt 9-komplement Y = 9-X = (y3y2y1y0)NBCD. Nätet skall således ha fyra in- och fyra utsignaler. Tal som inte tillhör NBCD-koden kommer inte att uppträda. Vid realiseringen får INVERTERARE, samt NAND- och XOR-grindar användas. Realiseringen skall ha så få grindar som möjligt.

Page 7: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

•  Generera styrsignaler till specifika minneskretsar i en dator. Selektorsignalerna är då en delmängd av de bitar som utgör minnesadressen.

•  Fundamental komponent i de kombinatoriska näten väljare (”multiplexer”) och fördelare (”demultiplexer”).

Kombinatoriska nät

Binäravkodare (”decoder”): Binäravkodaren är en kodomvandlare som tar n selektorsignaler (binärkodad siffra) och ger precis en aktiv utsignal av möjliga. Selektorsignalerna motsvarar samtliga mintermer på SP normal form, och avkodaren ger en unik utsignal för varje minterm. Viktiga användningsområden:

2n

Page 8: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Binäravkodare

Binäravkodare för n = 3:

2015Ͳ03Ͳ22

21

Kombinatoriska nät

?x,y,z,…... p,q,r,…...

S4.1

U(8)

ALU

Funktionf1f0

Cin

D(8) E(8)

Cut

1) Avkoda funktion2) Välja resultat

Funktion f1f0 = 00: ADDf1f0 = 01: ORf1f0 = 10: ANDf1f0 = 11: SUB

Digital- och datorteknik LV1

u(4)

ALU

Funktionf1f0

Cin

D(4) E(4)

Cut

0 1 0 1+0 0 1 1 r3r2r1r0

0 1 0 10ޚ 0 1 1 s3s2s1s0

0 1 0 10ޙ 0 1 1 t3t2t1t0

r0s0t0z0

u0u1u3u2

r1r2r3

0 1 0 1-0 0 1 1 z3z2z1z0

f0f1 21

3

2

1

0

20

Digital- och datorteknik LV1

LV1 Fo4Dagens mål, Du ska kunna….

Konstruera Kodomvandlare(en kod IN ĺ annan kod UT)

Förstå innebörden av och använda Don’t care – termer (ger färre grindar)

Konstruera Väljare (många signaler IN + styrsig ĺ en signal UT)

Förstå Fördelare (en signal IN+styrsig ĺ många signaler UT)

Konstruera och använda Heladderare(adderar x+y+cin=sut och cut)

Koda och använda tal med och utan tecken(2-komplementsrepresentationen)

Digital- och datorteknik LV1

Kodomvandlare

Avkodare (eng decoder )

BIN/OCT

2

f00f1f2

1

5

f33f4f5

4

f66f77

a0

a2

a1

1

42

Figur 4.10 Prosamsymbol för ”NBC till en av åtta”"Binary/Octal" kodomvandlare.

Binärsiffra in -EN aktiv utsignal

Ex: IN= 110UT= f6

S4.11-12

(Arb kap 6)

Digital- och datorteknik LV1

s0s1s2

f0f1f2f3f4f5f6f7

s0s1s2

f0f1f2f3f4f5f6f7

Exempel: (s2s1s0) = (011)2 ger f3 = 1 och f0,f1,f2,f4,...,f7 = 0

1 1 0 1

1

0

1 1

Page 9: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Binäravkodare

Samtliga mintermer för tre variabler s2, s1, s0:

Minterm Är 1 om

s2 s1 s0 0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

Page 10: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Binäravkodare

Minterm Selektorsignaler Utsignaler

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1

s2 ⋅ s1 ⋅ s0

Binäravkodare för n = 3 (”3-to-8 decoder”):

s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

notera ”enhetsmatrisen”

Page 11: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Binäravkodare

Minterm Selektorsignaler Utsignaler

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1

s2 ⋅ s1 ⋅ s0

Binäravkodare för n = 3 (”3-to-8 decoder”):

s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

notera ”enhetsmatrisen”

Visa grindnätet för en binäravkodare med n = 3.

Page 12: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

•  Välja sändare (källa) för en dataöverföring på en tidsdelad kommunikationkanal (buss)

•  Fungera som multifunktionsväljare i en dator. Exempelvis välja valfritt resultat från de operationer som finns i en ALU.

•  Realisera godtycklig Boolesk funktion. De n variablerna i den Booleska funktionen fördelas på väljarens selektorsignaler och invariabler. (Se kursbok 5.3.3 och arbetsbok 6.3)

Kombinatoriska nät

Väljare (”multiplexer”): Väljaren är ett grindnät som tar n selektorsignaler (binärkodad siffra) och väljer ut en invariabel av möjliga. Grindnätet har alltså en utsignal och totalt insignaler. Viktiga användningsområden:

2n

2n + n

Page 13: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare och fördelare

Figur 4.14 Symbol och funktionstabell för 1 av 8 väljare.

Figur 4.17 Symbol och funktionstabell för en "1 till 8 fördelare".

Figur 4.18 Princip för tidsmultiplex med hjälp av väljare och fördelare

s2 s1 s0 f

0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7

0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

MUX

g2

0 g0 1 2

g1

g5

3 g3 4 5

g4

6 g6 7 g7

f

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

DX

2

f0 0 f1 f2

1

5

f3 3 f4 f5

4

f6 6 f7 7

g

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

bussförbindelse

MUX

g 2

0 g 0 1 2

g 1

g 5

3 g 3 4 5

g 4

6 g 6 7 g 7

0

2 G 0 7

käll- sida

val av källa

}

DX

2

f 0 0 f 1 f 2

1

5

f 3 3 f 4 f 5

4

f 6 6 f 7 7

0

2 G 0 7

destinations- sida

val av destination

}

Väljare

Väljare för n = 3:

g0g1g2g3g4g5g6g7

s2s1s0

f

2015Ͳ03Ͳ22

24

MUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2

s1

0

2G0

7`

Väljare S4.16

Selektor-(väljar-)signaler

InsignalerUtsignal

(Arb kap 6)

f

Digital- och datorteknik LV1

Väljare(engmultiplexer)

MUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2

s10

2G0

7` s2 s1 s0 f

0 0 0 g 00 0 1 g 10 1 0 g 20 1 1 g 31 0 0 g 41 0 1 g 51 1 0 g 61 1 1 g 7

f = m0g0 + m1g1 + m2g2 + m3g3 + m4g4 + m5g5 + m6g6 + m7g7m0 är motsvarande minterm (m0 = s’2 s’1 s’0)

“1 av 8 väljare”

S4.16

Digital- och datorteknik LV1

MUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2

s1

0

2G0

7`

Väljare S4.16

Selektor-signaler

Digital- och datorteknik LV1

1&

&

&

&

&

&

&

&

1

1

s0

s1

s2

f0

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

&g0

�1 f

&g1

&g2

&g3

&g4

&g5

&g6

&g7NBC till 1 av 8

UtsignalMUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2s1

0

2G07`

VäljareS4.16

Digital- och datorteknik LV1

g0g1g2g3g4g5g6g7

f

s2s1s0

Page 14: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare och fördelare

Figur 4.14 Symbol och funktionstabell för 1 av 8 väljare.

Figur 4.17 Symbol och funktionstabell för en "1 till 8 fördelare".

Figur 4.18 Princip för tidsmultiplex med hjälp av väljare och fördelare

s2 s1 s0 f

0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7

0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

MUX

g2

0 g0 1 2

g1

g5

3 g3 4 5

g4

6 g6 7 g7

f

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

DX

2

f0 0 f1 f2

1

5

f3 3 f4 f5

4

f6 6 f7 7

g

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

bussförbindelse

MUX

g 2

0 g 0 1 2

g 1

g 5

3 g 3 4 5

g 4

6 g 6 7 g 7

0

2 G 0 7

käll- sida

val av källa

}

DX

2

f 0 0 f 1 f 2

1

5

f 3 3 f 4 f 5

4

f 6 6 f 7 7

0

2 G 0 7

destinations- sida

val av destination

}

Väljare

Väljare för n = 3:

g0g1g2g3g4g5g6g7

Exempel: (s2s1s0) = (110)2 ger f = g6

s2s1s0

f

2015Ͳ03Ͳ22

24

MUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2

s1

0

2G0

7`

Väljare S4.16

Selektor-(väljar-)signaler

InsignalerUtsignal

(Arb kap 6)

f

Digital- och datorteknik LV1

Väljare(engmultiplexer)

MUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2

s10

2G0

7` s2 s1 s0 f

0 0 0 g 00 0 1 g 10 1 0 g 20 1 1 g 31 0 0 g 41 0 1 g 51 1 0 g 61 1 1 g 7

f = m0g0 + m1g1 + m2g2 + m3g3 + m4g4 + m5g5 + m6g6 + m7g7m0 är motsvarande minterm (m0 = s’2 s’1 s’0)

“1 av 8 väljare”

S4.16

Digital- och datorteknik LV1

MUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2

s1

0

2G0

7`

Väljare S4.16

Selektor-signaler

Digital- och datorteknik LV1

1&

&

&

&

&

&

&

&

1

1

s0

s1

s2

f0

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

&g0

�1 f

&g1

&g2

&g3

&g4

&g5

&g6

&g7NBC till 1 av 8

UtsignalMUX

g2

0g012

g1

g5

3g345

g4

6g67g7

f

s0

s2s1

0

2G07`

VäljareS4.16

Digital- och datorteknik LV1

g0g1g2g3g4g5g6g7

f

s0s1s2

0 1 1

0 1 1

Page 15: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare

Minterm Selektorsignaler Utsignal

s2 s1 s0 f 0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 ⋅ s1 ⋅ s0

Väljare för n = 3 (”8-to-1 multiplexer”):

s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

utsignal är en variabel

Page 16: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare

Minterm Selektorsignaler Utsignal

s2 s1 s0 f 0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 ⋅ s1 ⋅ s0

Väljare för n = 3 (”8-to-1 multiplexer”):

s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

utsignal är en variabel

Visa grindnätet för en väljare med n = 3.

Page 17: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

•  Välja mottagare (destination) för en dataöverföring på en tidsdelad kommunikationkanal (buss)

Kombinatoriska nät

Fördelare (”demultiplexer”): Fördelaren är ett grindnät som tar n selektorsignaler (binärkodad siffra) och skickar en invariabel till en av möjliga utgångar. Grindnätet har alltså utsignaler och totalt insignaler. Viktigt användningsområde:

2n

n+12n

Page 18: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare och fördelare

Figur 4.14 Symbol och funktionstabell för 1 av 8 väljare.

Figur 4.17 Symbol och funktionstabell för en "1 till 8 fördelare".

Figur 4.18 Princip för tidsmultiplex med hjälp av väljare och fördelare

s2 s1 s0 f

0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7

0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

MUX

g2

0 g0 1 2

g1

g5

3 g3 4 5

g4

6 g6 7 g7

f

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

DX

2

f0 0 f1 f2

1

5

f3 3 f4 f5

4

f6 6 f7 7

g

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

bussförbindelse

MUX

g 2

0 g 0 1 2

g 1

g 5

3 g 3 4 5

g 4

6 g 6 7 g 7

0

2 G 0 7

käll- sida

val av källa

}

DX

2

f 0 0 f 1 f 2

1

5

f 3 3 f 4 f 5

4

f 6 6 f 7 7

0

2 G 0 7

destinations- sida

val av destination

}

Fördelare

Fördelare för n = 3:

f0f1f2f3f4f5f6f7

s2s1s0

g

2015Ͳ03Ͳ22

24

MUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2

s1

0

2G

0

7`

VäljareS4.16

Selektor-(väljar-)signaler

InsignalerUtsignal

(Arbkap6)

f

Digital-och datorteknik LV1

Väljare(engmultiplexer)

MUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2

s10

2G

0

7 `s2s1s0f

000g0001g1010g2011g3100g4101g5110g6111g7

f = m0g0+ m1g1+ m2g2+ m3g3+ m4g4+ m5g5+ m6g6+ m7g7m0 är motsvarande minterm (m0= s’2 s’1 s’0)

“1 av 8 väljare”

S4.16

Digital-och datorteknik LV1

MUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2

s1

0

2G

0

7 `

VäljareS4.16

Selektor-signaler

Digital-och datorteknik LV1

1&

&

&

&

&

&

&

&

1

1

s0

s1

s2

f0

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

& g0

�1f

& g1

& g2

& g3

& g4

& g5

& g6

& g7NBC till 1 av 8

UtsignalMUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2s1

0

2G07 `

VäljareS4.16

Digital-och datorteknik LV1

g

s2s1s0

f0f1f2f3f4f5f6f7

Page 19: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare och fördelare

Figur 4.14 Symbol och funktionstabell för 1 av 8 väljare.

Figur 4.17 Symbol och funktionstabell för en "1 till 8 fördelare".

Figur 4.18 Princip för tidsmultiplex med hjälp av väljare och fördelare

s2 s1 s0 f

0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7

0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

MUX

g2

0 g0 1 2

g1

g5

3 g3 4 5

g4

6 g6 7 g7

f

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

DX

2

f0 0 f1 f2

1

5

f3 3 f4 f5

4

f6 6 f7 7

g

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

bussförbindelse

MUX

g 2

0 g 0 1 2

g 1

g 5

3 g 3 4 5

g 4

6 g 6 7 g 7

0

2 G 0 7

käll- sida

val av källa

}

DX

2

f 0 0 f 1 f 2

1

5

f 3 3 f 4 f 5

4

f 6 6 f 7 7

0

2 G 0 7

destinations- sida

val av destination

}

Fördelare

Fördelare för n = 3:

f0f1f2f3f4f5f6f7

Exempel:

s2s1s0

g

2015Ͳ03Ͳ22

24

MUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2

s1

0

2G

0

7`

VäljareS4.16

Selektor-(väljar-)signaler

InsignalerUtsignal

(Arbkap6)

f

Digital-och datorteknik LV1

Väljare(engmultiplexer)

MUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2

s10

2G

0

7 `s2s1s0f

000g0001g1010g2011g3100g4101g5110g6111g7

f = m0g0+ m1g1+ m2g2+ m3g3+ m4g4+ m5g5+ m6g6+ m7g7m0 är motsvarande minterm (m0= s’2 s’1 s’0)

“1 av 8 väljare”

S4.16

Digital-och datorteknik LV1

MUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2

s1

0

2G

0

7 `

VäljareS4.16

Selektor-signaler

Digital-och datorteknik LV1

1&

&

&

&

&

&

&

&

1

1

s0

s1

s2

f0

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

& g0

�1f

& g1

& g2

& g3

& g4

& g5

& g6

& g7NBC till 1 av 8

UtsignalMUX

g2

0 g012

g1

g5

3 g345

g4

6 g67 g7

f

s0

s2s1

0

2G07 `

VäljareS4.16

Digital-och datorteknik LV1

g

s2s1s0

(s2s1s0) = (011)2 ger f3 = g och f0,f1,f2,f4,...,f7 = 0

f0f1f2f3f4f5f6f7

1 1 0

0 1 1

Page 20: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Fördelare

Minterm Selektorsignaler Utsignaler

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

s2 ⋅ s1 ⋅ s0

Fördelare för n = 3 (”1-of-8 demultiplexer”):

s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

utsignal är en variabel

Page 21: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Fördelare

Minterm Selektorsignaler Utsignaler

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

s2 ⋅ s1 ⋅ s0

Fördelare för n = 3 (”1-of-8 demultiplexer”):

s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0s2 ⋅ s1 ⋅ s0s2 ⋅ s1 ⋅s0s2 ⋅s1 ⋅ s0s2 ⋅s1 ⋅s0

utsignal är en variabel

Visa grindnätet för en fördelare med n = 3.

Page 22: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare och fördelare

Figur 4.14 Symbol och funktionstabell för 1 av 8 väljare.

Figur 4.17 Symbol och funktionstabell för en "1 till 8 fördelare".

Figur 4.18 Princip för tidsmultiplex med hjälp av väljare och fördelare

s2 s1 s0 f

0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7

0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

MUX

g2

0 g0 1 2

g1

g5

3 g3 4 5

g4

6 g6 7 g7

f

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

DX

2

f0 0 f1 f2

1

5

f3 3 f4 f5

4

f6 6 f7 7

g

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

bussförbindelse

MUX

g 2

0 g 0 1 2

g 1

g 5

3 g 3 4 5

g 4

6 g 6 7 g 7

0

2 G 0 7

käll- sida

val av källa

}

DX

2

f 0 0 f 1 f 2

1

5

f 3 3 f 4 f 5

4

f 6 6 f 7 7

0

2 G 0 7

destinations- sida

val av destination

}

Kombinatoriska nät

Exempel: tidsdelad databuss i en CPU:

0 1 0 0 1 1

Källa

Destination

Register X Register SP

Page 23: Digital- och datorteknik - Chalmers · 2015. 9. 10. · Digital- och datorteknik Föreläsning #6 Biträdande professor Jan Jonsson Institutionen för data- och informationsteknik

Väljare och fördelare

Figur 4.14 Symbol och funktionstabell för 1 av 8 väljare.

Figur 4.17 Symbol och funktionstabell för en "1 till 8 fördelare".

Figur 4.18 Princip för tidsmultiplex med hjälp av väljare och fördelare

s2 s1 s0 f

0 0 0 g0

0 0 1 g1

0 1 0 g2

0 1 1 g3

1 0 0 g4

1 0 1 g5

1 1 0 g6

1 1 1 g7

s2 s1 s0 f0 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7

0 0 0 g 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 g 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 g 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 g 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 g 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 g 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 g 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 g

MUX

g2

0 g0 1 2

g1

g5

3 g3 4 5

g4

6 g6 7 g7

f

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

DX

2

f0 0 f1 f2

1

5

f3 3 f4 f5

4

f6 6 f7 7

g

s0

s2 s1

0

2 G0

7 }

bussförbindelse

MUX

g 2

0 g 0 1 2

g 1

g 5

3 g 3 4 5

g 4

6 g 6 7 g 7

0

2 G 0 7

käll- sida

val av källa

}

DX

2

f 0 0 f 1 f 2

1

5

f 3 3 f 4 f 5

4

f 6 6 f 7 7

0

2 G 0 7

destinations- sida

val av destination

}

Kombinatoriska nät

Exempel: tidsdelad databuss i en CPU:

1 1 1 0 0 1

Källa

Destination

Primärminne

Register Y

Vi kommer snart att beskriva ett annat sätt att tidsdela en databuss: ”tri-state buffers”