Digitale electronica en processoren Digitale electronica en ...

More documents

Recommendations

Info

Basisbouwblokken asisbouwblokken op op RTL RTL-niveau RTL niveau 1) ) Optellen Optellen Optellen & & aftrekken aftrekken niveau (ADD, (ADD, ALU, ALU, MUX, MUX, …) …) …) Interludium : de XOR XOR-poort XOR poort poort. poort Deze is alleen 1 als slechts één van zijn ingangen 1 is. herkenbaar aan zijn dambordpatroon op de karnaugh-kaart, afhankelijk van de schikking van de variabelen. voor meerdere meerdere ingangen kunnen we hem opsplitsen in in een boom van XOR’s met minder ingangen de XOR is handig bruikbaar als programmeerbare invertor (we kunnen sturen of het signaal al dan niet geïnverteerd wordt) Halve opteller opteller (Half adder) : 2 input input-bits input bits die opgeteld opgeteld worden. Gewone werking van de OR OR-poort OR poort poort, poort buiten het feit dat wanneer beide ingangen ingangen 1 zijn, we de uitkomst 0 stellen en een carry carry-bit carry bit bit 1 stellen. Deze carry-bit is 1 maar stelt dan de waarde 2 voor. Volledig Volledige Volledig e opteller opteller (Full Adder) FA : Houdt ook rekening met een eventuele carry carry-bit carry bit als als ingang van de vorige optelling (3 ingangen nu dus). De werking is analoog met de halve opteller. 0 wanneer alles 0 is, uitgang 1 wanneer er 1 ingang 1 is, carry als er 2 ingangen 1 zijn en carry en uitgang 1 wanneer alledrie 1. Er zijn verschillende mogelijke implementaties :
Ripple Ripple-carry Ripple carry opteller : Opteller van 2 nn-bits n bits getallen getallen. getallen We hebben dus 2 keer keer n ingangen ingangen, ingangen n uitgangen en een carry-uitgang. Realisatie door het aaneenschakelen van van n volledige optellers waarbij de carry doorgegeven wordt. Carry Carry-look Carry look look-ahead look ahead opteller : de ripple-carry heeft een redelijk lang kritisch pad pad van x0 naar cn+1. We kunnen dit versnellen door cn+1 n+1 appart te berekenen uit c0, x0…xn en y0…yn. Dit noemt met carry-look-ahead. Opbouw Opbouw : de rechter XOR’s dienen voor de algemene som som ssi s te geven en cj+1 j+1 j+1 is de algemene overdracht overdracht. overdracht De pi is de som van beide ingangen en gi is de carry, beide zonder de input-carry te kijken. De pi (carry carry carry-propagate carry propagate = xiyi’ + xi’yi) en de gi (carry carry generate generate = xiyi) zijn bedoeld voor het cascaderen van de optellers tot n-bit optellers. De carry cj+1 j+1 = gi + + c c + ci pi is 1 wanneer er carry is ten gevolge van xi en yi of wanneer er één van beide 1 is samen met de carryin. Wanneer we n optellers in cascade schakelen om een n-bit bit opteller te krijgen, zullen we nu de carry’s appart berekenen vanuit de pi’s en de gi’s in een apparte logische blok : de CLA generator (Carry-Look-Ahead). Elke carry cj+1 wordt daar berekend op basis van factoren g(i,j) en p(i,j) en de vorige carry ci. p(i,j) en g(i,j) zijn functies van de pi’s en gi’s tot j. We kunnen zo een efficiënte implementatie van de CLA maken. De CLA moet volgens de formules nu dus voor een n-bi bi bit bi t opteller opteller opteller een som en product kunnen maken van n binaire binaire getallen getallen. getallen Dit impliceert een AND AND en en een een OR OR poort poort met n ingangen ingangen. ingangen Wanneer n groot wordt, overstijgen we de fan fan-in fan in in. in We moeten onze CLA’s dus beperken beperken in in aantal aantal optellers optellers die eraan hangen; meestal 4 4 opt optellers opt optellers ellers per per CLA CLA. CLA Wanneer we nu optellers met meer dan 4 bits willen maken, moeten we de CLA’s combineren in verschillende lagen : cascade. Elke CLB krijgt dus uitgangen gj+1 en pj+i om over te dragen op de CLA die een trapje hoger staat en die 4 CLA’s uit het trapje onder hem combineert.
Page 1 and 2: Digitale Digitale electronica elect
Page 3 and 4: Gegevensvoorstelling Gegevensvoorst
Page 5 and 6: 2) Twee Twee-complement Twee comple
Page 7 and 8: Vlottende komma : In plaats van de
Page 9 and 10: 2) 2) Theorema’s Theorema’s The
Page 11 and 12: Canonische Canonische Canonische Ca
Page 13 and 14: In MOS MOS-technologie MOS technolo
Page 15 and 16: De kostprijs kostprijs en en de de
Page 17 and 18: Schmitt----trigger Schmitt Schmitt
Page 19 and 20: Fan Fan-out Fan out De Fan Fan-out
Page 21 and 22: Verbinden als poort (wired (wired-l
Page 23 and 24: We kunnen op 3 verschillende niveau
Page 25 and 26: To Toepassingen To epassingen : Voo
Page 27 and 28: Hfdst Hfdst 33) 3 3) ) Combinatoris
Page 29 and 30: 2) ) Priemimplicanten Priemimplican
Page 31 and 32: 3) ) Meerdere Meerdere uitgangen ui
Page 33 and 34: 5) ) Quine Quine-McCluskey Quine Mc
Page 35 and 36: Grote Grote Grote Grote functies fu
Page 37: Het verschil verschil tussen de sta
Page 41 and 42: 2) ) Vermenigvuldigen Vermenigvuldi
Page 43 and 44: Mogelijke functies in de ALU : De l
Page 45 and 46: Ook multiplexen ultiplexen kunnen w
Page 47 and 48: 7) Schuifoperaties Schuifoperaties
Page 49 and 50: - wanneer beide poortvertragingen g
Page 51 and 52: Edge Edge-triggered Edge triggered
Page 53 and 54: D D flip flip-flop flip flip flop D
Page 55 and 56: Ontwerp Ontwerp van van synchrone s
Page 57 and 58: Sim Simulatie Sim ulatie in de tijd
Page 59 and 60: 1) Kijk Kijk eerst of het systeem M
Page 61 and 62: Codering Codering van van de de toe
Page 63 and 64: Realiseren Realiseren van van de de
Page 65 and 66: 1) De ‘clock ‘clock ‘clock
Page 67 and 68: Ontwerp Ontwerp van van Asynchrone
Page 69 and 70: 4) ) Realisatie Realisatie 5) ) Ana
Page 71 and 72: essentiële haz hazard haz ard : to
Page 73 and 74: 3) ) Telle Tellers Telle rs Synchro
Page 75 and 76: 4) ) Geheugen Geheugen : : register
Page 77 and 78: 5) ) LIFO LIFO LIFO : : stapelgeheu
Page 79: In de werking van de FIFO is het so

Digitale electronica en processoren Digitale electronica en ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?