Układy kombinacyjne cz.2

1. Układy kombinacyjne cz.2

2. Układy kombinacyjne 2/26 Kombinacyjne bloki funkcjonalne

3. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - dekodery 3/26 • Dekodery • Są to układy zamieniające wybrany kod binarny (najczęściej NB) na kod pierścieniowy (zanegowany lub nie). • Dekodery dostępne w seriach układów cyfrowych oprócz wejść informacyjnych (dekodowanych), posiadają też wejścia sterujące (odblokowujące wyjścia).

4. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - dekodery 4/26 Dekoder NB1z8 z wejściem odblokowującym E

5. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - dekodery 5/26 Dekoder NB/1z8 z wejściem odblokowującymE często stosowane w konstrukcji dekoderów adresów systemów mikroprocesorowych

6. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - dekodery 6/26 Dekoder BCD/1z10

7. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - enkodery 7/26 • Enkodery zwykłe • Działają odwrotnie do dekoderów - zamieniają kod pierścieniowy na kod NB lub inny. • Przykład enkodera 1z10NB. Pracuje poprawnie tylko gdy na wejścia X podany jest poprawny kod pierścieniowy

8. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - enkodery 8/26 • Enkodery priorytetowe • Wejściom Xi przypisane są priorytety. Na wejściach Xi nie jest wymagany kod pierścieniowy. Wyjścia kodowe podają zawsze numer tego spośród aktywnych w danej chwili wejść Xi, które ma najwyższy priorytet.

9. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - enkodery 9/26 Najwyższy priorytet ma wejście X7, a najniższy – X0. Jeżeli słowo wejściowe X jest równe 01h albo 00h to wyjścia ABC = 000rozróżnienie umożliwia wyjście EO

10. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - enkodery 10/26 Seryjne enkodery priorytetowe miewają dodatkowe wejścia zezwalające na ich pracę lub działają w tzw. logice ujemnej (aktywny niski poziom logiczny). Niektóre posiadają dodatkowe sygnały umożliwiające łączenie je w układy o zwielokrotnionej liczbie wejść priorytetowych. Typowym zastosowaniem enkoderów priorytetowych są proste sprzętowe kontrolery systemów przerwań. Zgłoszenia przerwań pochodzące z różnych źródeł są doprowadzone do wejść enkodera. Na jego wyjściu pojawia się kod aktualnie najważniejszego ze zgłoszonych przerwań.

11. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - transkodery 11/26 Konwertery kodów (transkodery) Układy służące do zamiany jednego kodu na inny. Do budowy konwerterów można wykorzystywać podstawowe bramki logiczne lub układy PLD. Bardzo wygodnym środkiem realizacyjnym są także pamięci typu PROM. Przykładowo, PROM o pojemności 256B może funkcjonować jako konwerter pomiędzy dowolnymi kodami 8-bitowymi: na wejścia adresowe Ai podaje się kod wejściowy X, a z wyjść danych Di odczytuje się kod wyjściowy Y.

12. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - transkodery 12/26 Układ 7447 - przykład konwertera 4-bitowego kodu NB lub BCD na tzw. kod segmentowy, do sterowania wyświetlaczem 7segmentowym.

13. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - multipleksery 13/26 Multipleksery Multipleksery umożliwiają przekazanie informacji cyfrowej z jednego z wielu wejść na jedno wyjście. Multipleksery, oprócz N wejść i 1 wyjścia, posiadają jeszcze K wejść adresowych, wybierających jedno z wejść. Multipleksery mogą mieć także wejścia odblokowujące ich pracę oraz zanegowane wyjścia sygnału wyjściowego Y.

14. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - multipleksery 14/26

15. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - multipleksery 15/26 Przy dużej liczbie wejść multipleksery można łączyć kaskadowo:

16. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - demultipleksery 16/26 Demultipleksery Działają odwrotnie do multiplekserów. Posiadają: 1 wejście informacji, 2N wyjść i N wejść adresowych. Mogą też być wyposażone w wejścia sterujące.

17. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - demultipleksery 17/26

18. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - komparatory 18/26 Komparatory Umożliwiają porównywanie słów binarnych. Komparator jednobitowy: Rozbudowując powyższą sieć bramek uzyskuje się komparator wielobitowy. Iteracyjny komparator wielobitowy: komparator taki (zwany także komparatorem szeregowym) porównuje kolejne pary bitów dwóch słów wejściowych, poczynając od najstarszych pozycji bitowych.

19. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - komparatory 19/26 Układ 7485 porównuje 2 słowa 4-bitowe. Posiada po 3 wejścia i wyjścia relacji (A=B, A>B, A<B). Umożliwia to łączenie wielu układów 7485 w kaskady porównujące słowa o długości kx4 bitów:

20. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - komparatory 20/26 Układ 74688 to prosty komparator słów 8-bitowych, wykrywający jedynie relację równości. Ma także wejście zezwalające na porównanie słów, które można wykorzystać przy kaskadowym połączeniu kilku takich układów.

21. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - sumatory 21/26 Sumatory Sumatory służą dodawaniu słów binarnych. Układ realizujący sumę słów 1-bitowych a i b, z jednoczesną generacją bitu nadmiaru c (tzw. przeniesienia wychodzącego). Moduł pełnego sumatora i-tych bitów słów a i b, uwzględniającym także przeniesienie wchodzące ci-1 powstałe z dodawania mniej znaczących bitów.

22. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - sumatory 22/26 Łącząc odpowiednio k modułów uzyskuje się sumator słów k-bitowych: Układ o takiej konstrukcji to tzw. układ iteracyjny. Końcowy wynik dodawania liczb a i b ustala się ze znacznym opóźnieniem, proporcjonalnym do ilości dodawanych bitów.

23. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - sumatory 23/26 Przykładowe 4-bitowe sumatory (7483 i 74283) wykorzystują mechanizm równoległej propagacji bitów przeniesienia. Dzięki temu wynik dodawania, jak również przeniesienie wychodzące z najstarszego bitu ustalają się bardzo szybko Układy te są mają wejście i wyjście przeniesienia - możliwe jest sumowanie dłuższych niż 4 bity słowa:

24. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - sumatory 24/26 Przykłady zastosowań sumatora 7483: dodawanie lub odejmowanie liczb 4-bitowych,zależnie od stanu sygnału M/P dodawanie cyfr BCD (dodatkowy sumator realizuje tzw. korekcję dziesiętną, polegającą na dodaniu 6 do pierwotnej sumy słów X i Y)

25. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - ALU 25/26 • Jednostka ALU • Jest układ realizujący wiele różnych operacji arytmetyczno-logicznych. Przykładem takiego układu jest 4-bitowa jednostka 74181. Moduł ten posiada: • wejścia 4-bitowych argumentów A3-A0 i B3-B0; • wyjście 4-bitowego wyniku operacji S3-S0; • wejście przeniesienia wchodzącego C0; • wyjście przeniesienia wychodzącego C4; • wejścia F3, F2, F1, F0 wybierające rodzaj operacji; • wejście M rozróżniające operacje logiczne (=1) i arytmetyczne (=0); • wyjście relacji A=B; • dwa wyjścia przeniesień pomocniczych G i T.

26. Kombinacyjne bloki funkcjonalne - ALU 26/26