WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Арифметично-логічний пристрій. Тактові генератори. - Реферат

Арифметично-логічний пристрій. Тактові генератори. - Реферат


Реферат на тему:
Арифметично-логічний пристрій. Тактові генератори.
План.
1. Вступ.
2. Поняття АЛП.
Вступ.
Більшість комп'ютерів містять одну схему для виконання операцій І,
АБО та операцій додавання двох машинних слів. Звичайно така схема для N-бітных слів складається з N ідентичних схем для індивідуальних бітових позицій.
Поняття АЛП.
На мал. 5 зображена така схема, що називається арифметично-логічним пристроєм, або АЛП. Цей пристрій може обчислювати одну з 4 наступних функцій: А І В, А АБО В, В та А+В. Вибір функції залежить від того, які
сигнали надходять на лінії Fo та F1: 00,01,10 або 11 (у двійковій системі). Відзначимо, що тут А+В означає арифметичну суму А и В, а не логичесну операцію І.
У лівому нижньому куті схеми перебуває двохрозрядний декодер, що виробляє сигнали включення для чотирьох операцій. Вибір операції визначається сигналами керування Fo та F1. Залежно від значень Fо та F1 вибирається одна із чотирьох ліній розширення, і тоді вихідний сигнал обраної функції проходить через останній вентиль АБО.
Рис. 5. Однорозрядний АЛП.
В верхньому лівому вуглі хеми знаходиться лргічний пристрй для розрахнку А І В, А АБО В и В, але принаймні один із цих результатів проходить через останній вентиль АБО залежно від того, яку з дозволених ліній вибрав декодер. Тому що рівно один з вихідних сигналів декодера буде дорівнює 1, то й запускатися буде рівно один із чотирьох вентилів І. Інші три вентилі будуть видавати 0 незалежно від значень А и В.
АЛП може виконувати не тільки логічні й арифметичні операції над
А та В, але й робити їх рівними нулю, заперечуючи ENA (сигнал дозволу А) або ENB (сигнал дозволу В). За нормальних умов і ENA, і ENB рівні 1, щоб дозволити надходження обох вхідних сигналів, а сигнал ІNV А рівний 0. У цьому випадку А и В просто надходять у логичесякий пристрій без змін.
Рис. 5. Вісім однорозрядних секцій, з'єднаних в 8-розрядне АЛП.
Сигнали дозволів та інверсії не показані для спрощення схеми
У нижньому правому куті перебуває повний суматор для підрахунку суми А та В для здійснення переносів. Переноси необхідні, оскільки кілька схем можуть бути з'єднані для виконання операцій над цілими словами.
Однорозрядні схеми, подібні тій, котра зображена на рис. 4, називаються розрядними мікропроцесорними секціями. Вони дозволяють виробнику конструювати АЛП будь-якої бажаної ширини. На рис. 5 показана схема 8-розрядного АЛП, складеного з восьми однорозрядних секцій. Сигнал ІNC (збільшення на одиницю) потрібний тільки для операцій додавання. Він дає можливість обчислювати такі суми, як А+1 і А+В+1.
Тактові генератори
У багатьох цифрових схемах все залежить від порядку, уякому виконуються дії. Іноді одна дія повинне передує іншій, іноді дві дії повинні відбуватися одночасно. Для контролю часових відносин у цифрові схеми вбудовуються тактові генератори, щоб забезпечити синхронизацію.
Тактовий генератор - це схема, що викликає серію імпульсів. Всі імпульси однакові по тривалості. Інтервали між послідовними імпульсами також однакові. Часовий інтервал між початком одного імпульсу та початком наступного називається часом такту. Частота імпульсів звичайно від 1 до 500 МГЦ.
Частота тактового генератора звичайно контролюється кварцовим генератором, щоб досягти високої точності. У комп'ютері за час одного такту може відбутися багато подій. Якщо вони повинні здійснюватися в певному порядку, то такт варто розділити на підтакти. Щоб досягти кращого дозволу, ніж в основного тактового генератора, потрібно зробити відгалуження від лінії, що задає, тактового генератора й встановити схему з певним часом затримки. Таким чином виробляється вторинний сигнал тактового генератора, що зрушений по фазі щодо первинного (рис. 6, а). Часова діаграма (рис. 6, б ) забезпечує чотири початки відліку часу для дискретних подій:
1. Наростаючий фронт С1.
2. Задній фронт С1.
3. Наростаючий фронт С2.
4. Задній фронт С2.
Зв'язавши різні події з різними фронтами, можна досягти необхідної послідовності виконання дій. Якщо в межах одного такту необхідно більше чотирьох початків відліку, можна зробити ще кілька відгалужень від задаючої лінії, з різним часом затримки.
Рис. 6. Тактовий генератор (а); тимчасова діаграма для тактового генератора (б);
породження асинхронних тактових імпульсів (е)
У деяких схемах важливі тимчасові інтервали, а не дискретні моменти
часу. Наприклад, деяка подія може відбуватися в будь-який час, коли рівень імпульсу С1 високий, а не на наростаючому фронті. Інша подія може відбуватися тільки в тому випадку, коли рівень імпульсу С2 високий.
Якщо необхідно більше двох інтервалів, потрібно забезпечити більше ліній що передають синхронізуючі імпульси або зробити так, щоб стани з високим рівнем імпульсу у двох тактових генераторів частково перетиналися в часі. В останньому випадку можна виділити 4 окремих інтервали: С1 І С2, С1 І С2, С1 І С2 та С1 І С2.
Тактові генератори можуть бути синхронними. У цьому випадку час стану звисоким рівнем імпульсу дорівнює часу стану з низьким рівнем імпульсу (рим .6,б). Щоб одержати асинхронну серію імпульсів, потрібно зрушити сигнал генератора, що задає, використовуючи ланцюг затримки. Потім потрібно з'єднати отриманий сигнал з початковим сигналом за допомогою логічної функції І (див.рис. 6, в, сигнал С).
Loading...

 
 

Цікаве