intTypePromotion=3

Bài giảng Thiết kế logic số (VLSI design): Chương 3.3 - Trịnh Quang Kiên

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:15

0
39
lượt xem
7
download

Bài giảng Thiết kế logic số (VLSI design): Chương 3.3 - Trịnh Quang Kiên

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3.3 của bài giảng Thiết kế logic số (VLSI design) trình bày các nội dung chính sau: Khối chia số nguyên có dấu và không dấu, phương pháp tiết kiệm tài nguyên thiết kế bằng cấu trúc lặp cứng. Ngoài ra trong bài giảng còn có một số bài tập trắc nghiệm giúp người học hệ thống lại kiến thức cơ bản trong bài học.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế logic số (VLSI design): Chương 3.3 - Trịnh Quang Kiên

  1. Thiết kế logic số  (VLSI design) Bộ môn KT Xung, số, VXL quangkien82@gmail.com https://sites.google.com/site/bmvixuly/thiet-ke- logic-so
  2. Mục đích, nội dung • Nội dung: Khối chia số nguyên có dấu và không dấu. Phương pháp tiết kiệm tài nguyên thiết kế bằng cấu trúc lặp cứng • Thời lượng: 3 tiết bài giảng • Yêu cầu: Sinh viên có sự chuẩn bị sơ bộ trước nội dụng bài học. quangkien82@gmail.com 2/11
  3. Restoring division ------------------------------ ------------------------------ z 1 0 0 0 0 1 0 1 s(4) (0)|1 1 1 0 0 1 q1 = 0 2^d 1 1 1 0 2s(4) 1 |1 0 1 0 1 restore s(0) 0 |0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 +2^4d 0 |1 0 0 1 0 2s(0) 0 |0 1 0 0 0|0 1 0 1 -2^4d 1 |1 0 0 1 0| ------------------------------ S(5) = (1)|0 0 1 1 1 q0 = 1 ------------------------------ s = 2s(5) = 0 1 1 1 = 7 s(1) (0)|1 1 0 1 0|0 1 0 1 q = 0 1 0 0 1 = 9 2s(1) 0 |1 0 0 0 0|1 0 1 d = 1 1 1 0 = 14 restore -d = 1 0 0 1 0 -2^4d 1 |1 0 0 1 0 q4 = 0 z = 1 0 0 0 0 1 0 1 = 133 ------------------------------ q = 0 1 0 0 1 = 9 s(2) (1)|0 0 0 1 0 1 0 1 S = 0 1 1 1 = 7 2s(2) 0 |0 0 1 0 1 0 1 -2^4d 1 |1 0 0 1 0 q3 = 1 ------------------------------ s(3) (0)|1 0 1 1 1 0 1 2s(3) 0 |0 1 0 1 0 1 restore +2^4d 0 |1 0 0 1 0 quangkien82@gmail.com q2 = 0 3/11
  4. Non­restoring division principle ------------------------------ ------------------------------ z 1 0 0 0 0 1 0 1 2^d 1 1 1 0 s(0) 0 |0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 2s(0) 0 |0 1 0 0 0|0 1 0 1 = u -2^4d 1 |1 0 0 1 0| = -d ------------------------------ ------------------------------ u –d s(1) (0)|1 1 0 1 0|0 1 0 1 = 2*(u-d) (u-d >0) | 2u (u-d 0) | 2u–d(u-d
  5. Restoring division VS Non­Restoring division ------------------------------ ------------------------------ z 1 0 0 0 0 1 0 1 z 1 0 0 0 0 1 0 1 2^d 1 1 1 0 2^d 1 1 1 0 s(0) 0 |0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 s(0) 0 |0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 2s(0) 0 |0 1 0 0 0|0 1 0 1 2s(0) 0 |0 1 0 0 0|0 1 0 1 -2^4d 1 |1 0 0 1 0| -2^4d 1 |1 0 0 1 0| ------------------------------ ------------------------------ s(1) (0)|1 1 0 1 0|0 1 0 1 s(1) (0)|1 1 0 1 0|0 1 0 1 2s(1) 0 |1 0 0 0 0|1 0 1 restore 2s(1) 0 |1 0 0 0 0|1 0 1 -2^4d 0 |1 0 0 1 0 q4 = 0 +2^4d 0 |0 1 1 1 0 q4 = 0 ------------------------------ s(2) (1)|0 0 0 1 0 1 0 1 ------------------------------ 2s(2) 0 |0 0 1 0 1 0 1 s(2) (1)|0 0 0 1 0 1 0 1 -2^4d 1 |1 0 0 1 0 q3 = 1 2s(2) 0 |0 0 1 0 1 0 1 -2^4d 1 |1 0 0 1 0 q3 = 1 ------------------------------ s(3) (0)|1 0 1 1 1 0 1 ------------------------------ 2s(3) 0 |0 1 0 1 0 1 restore s(3) 0)|1 0 1 1 1 0 1 +2^4d 0 |1 0 0 1 0 q2 = 0 2s(3) 1 |0 1 1 1 0 1 +2^4d 0 |0 1 1 1 0 q2 = 0 ------------------------------ quangkien82@gmail.com 5/11
  6. Non restoring division example ------------------------------ ------------------------------ z 1 0 0 0 0 1 0 1 s(4) (0)|1 1 1 0 0 1 q1 = 0 2^d 1 1 1 0 2s(4) 1 |1 1 0 0 1 s(0) 0 |0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 +2^4d 0 |0 1 1 1 0 2s(0) 0 |0 1 0 0 0|0 1 0 1 -2^4d 1 |1 0 0 1 0| ------------------------------ S(5) = (1)|0 0 1 1 1 q0 = 1 ------------------------------ s = 2s(5) = 0 1 1 1 = 7 s(1) (0)|1 1 0 1 0|0 1 0 1 q = 0 1 0 0 1 = 9 2s(1) 1 |1 0 1 0 0|1 0 1 d = 1 1 1 0 = 14 +2^4d 0 |0 1 1 1 0 q4 = 0 ------------------------------ -2^d = 1 0 0 1 0 s(2) (1)|0 0 0 1 0 1 0 1 z = 1 0 0 0 0 1 0 1 = 133 2s(2) 0 |0 0 1 0 1 0 1 q = 0 1 0 0 1 = 9 -2^4d 1 |1 0 0 1 0 q3 = 1 S = 0 1 1 1 = 7 ------------------------------ s(3) 0)|1 0 1 1 1 0 1 2s(3) 1 |0 1 1 1 0 1 +2^4d 0 |0 1 1 1 0 q2 = 0 quangkien82@gmail.com ------------------------------ 6/11
  7. Restoring division structure K+1-bit(quotient) MUX Sel (SHIFT LEFT ) K-bit K-bit 0 divisor remainder K-bit K-bit (SHIFT LEFT ) 2s’ complement opb opa Cout SUB =1 Σ k-bit SUM quangkien82@gmail.com 7/11
  8. Non­restoring division qoutient K+1-bit (SHIFT LEFT) divisor K-bit K-bit 0 2s’ complement remainder K-bit K-bit (SHIFT LEFT) MUX opb opa Cout Σ k+1-bit 1-bit SUM quangkien82@gmail.com 8/11
  9. Signed division principle Z =133 ­24d +23d ­22d ­21d +20d 133 ­224 +112 ­56 +28 +14 Remainder ­91 21 ­35 ­7 +7 Quoitient 0 1 0 0 1 p ­1 +1 ­1 ­1 +1 - Trị tuyệt đối của phần dư luôn giảm Yêu cầu với kết quả 1. Phần dư s cùng dấu với z 2. Trị tuyệt đối của s nhỏ hơn trị tuyệt đối của d. - Tổng quát hóa từ sơ đồ chia không phục hồi phần dư, nếu ta mã hóa qi khác  đi như sau: pi = 1 nếu s(i) và d cùng dấu pi = ­1 nếu s(i) và d khác dấu. Ta vẫn có Z =  p(i) * 2^i Vấn đề: Đưa P về dạng biểu diễn bù 2 quangkien82@gmail.com 9/11
  10. Signed division principle Quy tắc chuyển đổi P về Q: •Chuyển tất cả các pi giá trị ­1 thành 0. Gọi  giá trị này là r = rk­1rk­2…r0. Suy ra qi = 2ri –  1.   •Lấy đảo của rk­1, thêm 1 vào cuối r,  giá trị  thu được dưới dạng bù 2 chính là thương số CHỨNG MINH TOÁN HỌC Chương III: Thiết kế các khối số thông dụng          10/11
  11. Signed division divisor K-bit K-bit 0 2s’ complement K-bit K-bit MUX opa K+1-bit opb Σ k+1-bit Correct quotient quotient SUM Chương III: Thiết kế các khối số thông dụng          11/15
  12. Trắc nghiệm Câu 1: Khối chia trong thiết kế số thực hiện  phép chia bằng thao tác nào? A. Phép nhân với số nghịch đảo B. Phép cộng với số bù hai của số chia. C. Phép trừ D. Phép cộng hoặc trừ và phép dịch quangkien82@gmail.com
  13. Trắc nghiệm Câu 2: Ý nghĩa của việc khôi phục phần dư là:   A. Giá trị dư hiện tại không bị trừ đi B. Giá trị dư hiện tại không bị trừ đi khi kết quả âm C. Giá trị dư hiện tại được khôi phục và bổ xung  thêm 1 bit của số bị chia  D. Giá trị dư được khôi phục hoàn toàn quangkien82@gmail.com
  14. Trắc nghiệm Câu 3: Thuật toán không phục hồi phần dư có ưu  điểm:   A. Số dư hiện tại luôn được dịch mà không quan tâm  tới giá trị âm hay dương B. Số dư hiện tại luôn dương C. Có tốc độ tốt hơn so với thuật toán khôi phục phần  dư D. Có thể làm việc với số dạng có dấu. quangkien82@gmail.com
  15. Trắc nghiệm Câu 4: Sơ đồ khối chia có dấu được tổng quát hóa  từ cơ sở khối thiết kế nào? A. Khối trừ và khối dịch B. Tính chất của số bù 2 C. Khối chia phục hồi phần dư D. Khối chia không phục hồi phần dư. Chương III: Thiết kế các khối số thông dụng         

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản