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Portas Lógicas BásicasCopyleft Rossano Pablo Pinto 3


Portas Lógicas●Características– As estradas não estão limitadas a 2. Podemter quantas entradas forem necessárias.– A saída é sempre única123....nCopyleft Rossano Pablo Pinto 4


Portas Lógicas●Características– Os circuitos podem ser construídos pelacombinação das portas lógicas– Qualquer expressão booleana pode serrepresentada pela combinação de portaslógicasCopyleft Rossano Pablo Pinto 5


Portas Lógicas●Equivalência de circuitos– Um mesmo circuito pode ser construído apartir de combinações de portas diferentesCopyleft Rossano Pablo Pinto 6


Portas Lógicas●●●(a) NOT(b) AND(c) ORconstruído apartir deportas NANDou NORCopyleft Rossano Pablo Pinto 7


Portas Lógicas●2 funções equivalentes: (a) AB + AC (b)A(B+C)Copyleft Rossano Pablo Pinto 8


Portas Lógicas●Símbolos alternativos: (a) NAND, (b) NOR,(c) AND, (d) OR.Copyleft Rossano Pablo Pinto 9


Portas Lógicas●Porta XOR (ouexclusivo) – 3circuitosdiferentes p/calcular umXORCopyleft Rossano Pablo Pinto 10


Circuitos Integrados●As portas não são vendidasindividualmente, mas em unidadeschamadas Circuitos Integrados:– SSI (Small Scale Integrated): 1 à 10 portas– MSI (Medium Scale Integrated): 10 à 100portas– LSI (Large Scale Integrated): 100 à 100.000portas– VLSI (Very Large Scale Integrated): >100.000 portasCopyleft Rossano Pablo Pinto 11


Circuitos Integrados●Chip SSIcom 4portasCopyleft Rossano Pablo Pinto 12


Circuitos Combinatórios●●Multiplexador: seleciona uma das váriasentradas e gera a saídaDemultiplexador: seleciona uma dentrevárias saídasCopyleft Rossano Pablo Pinto 13


Circuitos Combinatórios●Exemplo demultiplexadorcom 8 entradase uma saídaCopyleft Rossano Pablo Pinto 14


Circuitos Combinatórios●Decodificador:número de n-bits na entradaseleciona umadas 2 n linhasde saídaCopyleft Rossano Pablo Pinto 15


Circuitos Combinatórios●Comparador:compara 2palavras deentrada. Ex.verifica se sãoiguaisCopyleft Rossano Pablo Pinto 16


Circuitos Aritméticos●Shifters: desloca os bits para esquerda oudireitaCopyleft Rossano Pablo Pinto 17


Circuitos Aritméticos●Somadores: soma 2 valores– Você saberia fazer um somador que possuicomo entrada o bit A e o bit B?● 0 + 0 = 0● 0 + 1 = 1● 1 + 0 = 1● 1 + 1 = ?Copyleft Rossano Pablo Pinto 18


Circuitos Aritméticos●Somadores: meio somadorCopyleft Rossano Pablo Pinto 19


Circuitos Aritméticos●Somadores: somador completoCopyleft Rossano Pablo Pinto 20


Circuitos Aritméticos●Unidade Lógica e Aritmética– opera AND, OR, NOT e soma de 2 palavras demáquina. No exemplo a seguir:●●●●00 -> A AND B01 -> A OR B10 -> NOT B11 -> SOMA A e BCopyleft Rossano Pablo Pinto 21


Circuitos Aritméticos●ULA de1 bitCopyleft Rossano Pablo Pinto 22


Circuitos Aritméticos● 8 ULAs de 1 bit conectadas p/ formar 1ULA de 8 bits:Copyleft Rossano Pablo Pinto 23


Memória●●●●Componente essencial de todocomputadorSem memória, não existiriamcomputadores da forma que conhecemosArmazena tanto dados quanto instruçõesMemórias podem ser construídas a partirde portas NOR e NAND.Copyleft Rossano Pablo Pinto 24


Memória●Latches(a) Latch NOR no estado 0. (b) Latch NOR no estado 1.(c ) Tabela verdade p/ porta NOR.Copyleft Rossano Pablo Pinto 25


Memória●Latches: Diferença IMPORTANTE– Diferentemente de um circuito combinatório,as saídas do latch não são determindasunicamente pelas suas entradas !!!! Ocircuito leva em conta uma entradaANTERIOR.– O circuito “LEMBRA” de sua entrada anterior.– Com este circuito é possível construirmemórias de computadores.Copyleft Rossano Pablo Pinto 26


Memória●Latches SR com clockCopyleft Rossano Pablo Pinto 27


Memória●Latches D com clock. Motivação: evitar aentrada S=R=1. Pois é não-determinística.Copyleft Rossano Pablo Pinto 28


Memória●Flip-flop: igual a latch só que é edgetriggeredao invés de level-triggered.Copyleft Rossano Pablo Pinto 29


Memória●Prefixos métricos– mili (m) = 10 -3– micro (μ) = 10 -6– nano (n) = 10 -9– pico (p) = 10 -12Copyleft Rossano Pablo Pinto 30


Memória●Registradores– São formados por vários flip-flops. Ex.:●●●●registradores de 8 bits são formados por 8 flipflops16 bits -> 16 flip-flops32 bits -> 32 flip-flopsn bits -> n flip-flopsCopyleft Rossano Pablo Pinto 31


Memória●RAM – Random Access Memory – Memóriade Acesso Aleatório– Podem ser escritas e lidas várias vezes– Este nome é o oposto de Memória de AcessoSeqüencial de fitas magnéticas– Duas variedades: SRAM (Static RAM) e DRAM(Dynamic RAM)Copyleft Rossano Pablo Pinto 32


Memória●RAM: SRAM– Construída com flip-flops D– Mantém seu conteúdo enquanto houveralimentação de energia– São muito rápidas: acesso em nano segundos(10 -9 segundos)– Utilizadas para construir memórias cachenível 2Copyleft Rossano Pablo Pinto 33


Memória●RAM: DRAM– Construída a partir de array de células. Cadacélula é composta por 1 transistor e umcapacitor– Necessita de ciclos de “atualização”(refresh)p/ manter dado a cada x mili-segundos– Velocidade na casa dos 60 nano segundos(mais antigas) à 5 nano segundos (DDR)– Utilizadas para construir memórias voláteisdo sistema (“RAM”)Copyleft Rossano Pablo Pinto 34


Memória●RAM: DRAM: tipos assíncronos– linhas de endereço e dados não sãosincronizados por um único clock– FPM (Fast Page Mode)– EDO (Extended Data Output)Copyleft Rossano Pablo Pinto 35


Memória●RAM: DRAM: tipos síncronos– linhas de endereço e dados são sincronizadospor um único clock– SDRAM●●SDR SDRAM (Single-Data-Rate SynchronousDRAM)– Híbrido de RAM estática e dinâmicaDDR SDRAM (Double-Data-Rate SDRAM)– Transfere dados tanto na subida quanto na descida dosinal de clockCopyleft Rossano Pablo Pinto 36


Memória●DDR SDRAMCopyleft Rossano Pablo Pinto 37


Memória●DDR2 SDRAMCopyleft Rossano Pablo Pinto 38


Memória●ROM (Read-Only Memory)– Permite apenas operações de leitura– Não são voláteis (mantém dados mesmo semalimentação de energia elétrica)– Dados geralmente são gravados no processode fabricação da ROM (material foto-sensível)Copyleft Rossano Pablo Pinto 39


Memória●●●ROM: PROM (Programmable ROM)– Programável/gravável apenas uma vez –utiliza “alta voltagem” para gravarROM: EPROM (Erasable PROM)– Similar à PROM– “Fotonicamente” apagável com luz ultravioleta(10 à 20 minutos de exposição)ROM: EEPROM (Electronic EPROM)– Eletronicamente apagávelCopyleft Rossano Pablo Pinto 40


Memória●“ROM”: EEPROM – memória flash– acessada como um dispositivo de bloco(PENDRIVE!!!)– Leitura e escrita como um procedimento“padrão”Copyleft Rossano Pablo Pinto 41

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