intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

kiến trúc máy tính Vũ Đức Lung phần 5

Chia sẻ: Thái Duy Ái Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST
Báo xấu
105
lượt xem 23
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'kiến trúc máy tính vũ đức lung phần 5', công nghệ thông tin, hệ điều hành phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: kiến trúc máy tính Vũ Đức Lung phần 5

  1. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s ho c A F = AB + BC => F = AB + BC = AB.BC = ( A + B ).( B + C ) A x x B B ð th y ñư c vi c dùng ñ i s Boolean ñ ñơn gi n các m ch s th nào, chúng ta xem xét ví d m ch s như hình 4.7(a) x = A.B (AND-invert) x = A + B (invert-OR) AND3 A a) AB = A + B B C 1 A AND3 OR3 A x x F NOT B B 2 4 8 x = A.B (invert-AND) x = A + B (OR-invert) NOT AND2 9 3 b) A + B = A.B Hình 4.7(a) F = ABC + ABC + A C Hình 4.6. Các c ng tương ñương ðây là m t m ch s bi u di n hàm F = ABC + ABC + A C . Tuy nhiên hàm này l i có th ñơn gi n dùng ñ i s Boolean như D ng t ng quát c a ñ nh lý DeMorgan có d ng sau: sau: F = ABC + ABC + A C = AB (C + C ) + A C = AB + A C x1 + x 2 + ...x n = x1 .x 2 ...x n Sơ ñ m ch c a hàm F ñã ñư c ñơn gi n như hình 4.7(b). x1 x 2 ...x n = x1 + x 2 + ... + x n AND2 A T ñ nh lý DeMorgan ta rút ra qui t c l y bù c a m t bi u B 10 OR2 th c ñ i s . Qui t c này cho phép ta thay ñ i các c ng OR thành F các c ng AND và ngư c l i. Ví d , hàm F=AB+BC là d ng t ng các tích, hay ta ph i dùng 2 c ng AND cho AB và BC, nhưng ta có 14 NOT AND2 th thay th b ng c ng OR v i các ñ u vào ngh ch ñ o b ng cách C 12 sau: 11 Hình 4.7(b) F = AB + A C F = AB + BC => F = AB + BC = AB.BC = ( A + B ).( B + C ) 117 118
  2. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s Sơ ñ m ch: Ta th y m ch ñã ñơn gi n ch c n dùng 4 c ng (2 c ng U26 A AND, 1 c ng OR, 1 c ng NOT), trong khi m ch ban ñ u ph i c n U34 B t i 6 c ng và m t s c ng l i có nhi u ñ u vào hơn. Như v y rõ f AND2 ràng ñ i s Boolean ñã giúp ta ñơn gi n m ch s l i g n hơn, hi u U26 qu hơn. U 16 OR2 C M t s ví d thi t k và ñơn gi n m ch: AND2 INV Ví d 1: Ví d 2: Dùng b ng chân tr ñ bi u di n hàm f = (A AND B) OR (C AND NOT B), v sơ ñ m ch cho hàm f. Dùng Boolean Algebra ñơn gi n các bi u th c sau: a) y = A + AB Gi i: ta th y hàm f có các bi n ñ u vào là A,B và C. Do ñó b) y = A B D + A B D ta c n b ng chân tr có 23=8 dòng cho 8 t h p bi n mà chúng ta c) x = ( A + B )( A + B ) nên s p s p theo th t t nh ñ n l n (t 000 ñ n 111). Vì hàm f d) z = ( BC + A D)( AB + CD ) có nhi u thành ph n, nên ñ ñơn gi n ta tách chúng ra thanh t ng Gi i: ph n, r i sau ñó m i t h p l i như b ng sau: a) y = A + AB = A(1+B) = A.1 = A b) y = AB D + AB D = AB ( D + D ) = AB .1 = AB A B C A AND B NOT B C AND NOT B f 0 0 0 0 1 0 0 c) 0 0 1 0 1 1 1 x = (A + B )( A + B ) = A. A + A.B + B. A + B.B 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 = 0 + A.B + B. A + B = B ( A + A + 1) = B 1 0 0 0 1 0 0 d) 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 z = ( BC + A D)( AB + CD ) 1 1 1 1 0 0 1 = BC AB + BC CD + A DAB + A DCD =0+0+0+0=0 119 120
  3. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s Ví d 3: U30 A ð làm m t b báo hi u cho lái xe bi t m t s ñi u ki n, B ngư i ta thi t k 1 m ch báo ñ ng như sau: U38 2 AND2 f 1 3 U 29 Tín hi u t : C C a lái C a lái: 1- c a m , OR2 Báo ñ ng U18 0 – c a ñóng; B ph n ñánh l a M ch AND2 B ph n ñánh l a: Logic ðèn pha 1 – b t, 0 – t t; INV ðèn pha: 1 – b t, 0 B ng chân tr – t t. A B C AB f CB B 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 Hãy thi t k m ch logic v i 3 ñ u vào (c a, b ph n ñánh 0 1 0 0 0 0 0 l a, ñèn pha),1 ñ u ra (báo ñ ng), sao cho b ph n báo ñ ng s 0 1 1 0 0 0 0 ho t ñ ng (báo ñ ng = 1) khi t n t i m t trong 2 tr ng thái sau: 1 0 0 0 1 0 0 - ðèn pha sáng trong lúc b ph n ñánh l a t t 1 0 1 0 1 1 1 - C a m trong lúc b ph n ñánh l a ho t ñ ng 1 1 0 1 0 0 1 L p b ng chân tr c a hàm ra. 1 1 1 1 0 0 1 Gi i: 4.2. B n ñ Karnaugh ð t các ký hi u tương ng: C a lái - A; M t m ch s ph c t p s t o ra m t bi u th c ñ i s r t B ph n ñánh l a - B ph c t p. B ng chân tr bi u th c a m t hàm là duy nh t, nhưng ðèn pha – C hàm có th có nhi u d ng khác nhau hay có th có nhi u m ch s Báo ñ ng – f khác nhau cho cùng m t ch c năng. Ta ñã bi t r ng bi u th c có th ñơn gi n hóa d a vào ñ i s Boolean. Tuy nhiên qui trình này Theo ñ bài => f = CB + AB thư ng ch áp d ng ñư c ñ i v i các bài toán ñơn gi n, còn ñ i v i các bài toán ph c t p thì nó không có nh ng qui t c cho phép ta Sơ ñ m ch: tiên ñoán trư c bư c ñi ti p theo trong quá trình ñơn gi n. Phương pháp dùng b n ñ Karnaugh giúp ta ñơn gi n các bi u th c m t cách nhanh chóng, d hi u và hi u qu hơn. ð t i thi u hóa hàm Boole b ng phương pháp b ng Kamaugh ph i tuân th theo qui t c v ô k c n. Hai ô ñư c g i là 121 122
  4. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s k c n nhau là hai ô mà khi ta chuy n t ô này sang ô kia ch làm – Bi u th c có ch a ít nh t các th a s và m i th a s thay ñ i giá tr c a 1 bi n. Quy t c chung c a phương pháp rút g n ch a ít nh t các bi n. b ng b ng Karnaugh là gom (k t h p) các ô k c n l i v i nhau. – M ch logic th c hi n có ch a ít nh t các vi m ch s Khi gom 2 ô k c n nhau s lo i ñư c 1 bi n, gom 4 ô k c n s - Phương pháp dùng b n ñ Karnaugh s ñư c dùng h u lo i ñư c 2 bi n, gom 8 ô k c n s lo i ñư c 3 bi n. như trong thi t k m i m ch s vì v y có m t t m quan tr ng T ng quát, khi gom 2n Ô k c n s lo i ñư c n bi n. Nh ng ñ c bi t mà các sinh viên ph i n m th t ch c ch n. bi n b lo i là nh ng bi n khi ta ñi vòng qua các ô k c n mà giá tr c a chúng thay ñ i. D ng chính t c và d ng chu n c a hàm Boole Tích chu n (minterm): mi (0 ≤ i < 2n-1) là các s h ng tích Nh ng ñi u c n lưu ý: - (AND) c a n bi n mà hàm Boole ph thu c v i quy ư c bi n – Vòng gom ñư c g i là h p l khi trong vòng gom ñó có ít ñó có bù n u nó là 0 và không bù n u là 1. nh t 1 ô chưa thu c vòng gom nào. T ng chu n (Maxterm): Mi (0 ≤ i < 2n-1) là các s h ng t ng - – Nh ng ô nào có giá tr tùy ý ta bi u di n trong ô ñó b ng ký (OR) c a n bi n mà hàm Boole ph thu c v i quy ư c bi n ñó hi u x, và nh ng ô ñó ñư c g i là tùy ñ nh có bù n u nó là 1 và không bù n u là 0 xyz Minterms Maxterms – Vi c k t h p nh ng ô k c n v i nhau còn tùy thu c vào 000 m0 = x y z M0 = x + y + z phương pháp bi u di n hàm Boolean theo d ng t ng các tích (d ng 1) hay theo d ng tích các t ng (d ng 2). ði u này có 001 m1 = x y z M1 = x + y + z nghĩa là: n u ta bi u di n hàm Booleean theo d ng 1 thì ta ch 0 10 m2 = x y z M2 = x + y + z quan tâm nh ng ô k c n nào có giá tr b ng 1 và tùy ñ nh, 0 11 m3 = x y z M3 = x + y + z ngư c l i n u ta bi u di n hàm Boolean dư i d ng 2 thì ta ch quan tâm nh ng ô k c n nào có giá tr b ng 0 và tùy ñ nh. Ta 1 00 m4 = x y z M4 = x + y + z quan tâm nh ng ô tùy ñ nh sao cho nh ng ô này k t h p v i 1 01 m5 = x y z M5 = x + y + z nh ng ô có giá tr b ng 1 (n u bi u di n theo d ng 1 ) ho c 1 10 m6 = x y z M6 = x + y + z b ng 0 (n u bi u di n theo d ng 2) s làm cho s lư ng ô k c n là 2n l n nh t. 1 11 m7 = x y z M7 = x + y + z - Các ô k c n mu n gom ñư c ph i là k c n vòng tròn nghĩa B ng 4.5. Các tích chu n và t ng chu n c a t h p 3 bi n là ô k c n cu i cũng là ô k c n ñ u tiên. D ng chính t c 1 (d ng chu n 1): là d ng t ng c a các - Các vòng ph i ñư c gom sao cho s ô có th vào trong vòng tích chu n_1 (minterm_1 là minterm mà t i t h p ñó hàm là l n nh t và nh là ñ ñ t ñư c ñi u ñó, thư ng ta ph i gom Boole có giá tr 1). c nh ng ô ñã gom vào trong các vòng khác. Ví d ta có hàm F v i các giá tr tương ng trong b ng 4.6. Theo M c ñích c n ñ t: ñó hàm có giá tr b ng 1 t i các t h p bi n là 1,3 và 4. 123 124
  5. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s Trư ng h p tùy ñ nh (don’t care) xyz Minterms Maxterms F F 000 0 1 m0 = x y z M0 = x + y + z Là trư ng h p mà t i t h p bi n ñó giá tr c a hàm không xác 001 1 0 m1 = x y z M1 = x + y + z ñ nh. Trong trư ng h p này d ng chu n 1 ta dùng ký hi u là ch d nh , còn d ng chu n 2 là ch D l n. 010 0 1 m2 = x y z M2 = x + y + z Ví d : Hàm F ñư c cho dư i d ng b ng chân tr như b ng 4.7. 011 1 0 m3 = x y z M3 = x + y + z ABC F 100 1 0 m4 = x y z M4 = x + y + z 000 X 001 0 101 0 1 m5 = x y z M5 = x + y + z 010 1 110 0 1 m6 = x y z M6 = x + y + z 011 1 111 0 1 m7 = x y z M7 = x + y + z 100 0 101 1 B ng 4.6. Hàm F theo d ng chính t c 1 110 0 Theo b ng 4.6. ta có: 111 X = x y z + x y z + x y z = m1 + m3 + m4 F (x, y, z) B ng 4.7. Hàm F có các ô tùy ñ nh Và ñ ñơn gi n ngư i ta thư ng dùng ký hi u cho d ng chu n 1 Hàm F trong b ng 4.7 s ñư c bi u di n theo 2 d ng chính t c: như sau : = Σ (2, 3, 5) + d(0, 7) F (A, B, C) F (x, y, z) = x y z + x y z + x y z = m1 + m3 + m4 = Π (1, 4, 6) . D(0, 7) ∑ (1,3, 4) = Chú ý: • d ng chu n 1 các giá tr trong d u ngo c là giá tr c a t h p - D ng chính t c 2 (d ng chu n 2): là d ng tích c a các bi n mà t i ñó hàm có giá tr b ng 1, trong khi d ng chu n 2 các giá tr trong d u ngo c là giá tr c a t h p bi n mà t i ñó t ng chu n_0 (Maxterm_0 là Maxterm mà t i t h p ñó hàm hàm có giá tr b ng 0. Boole có giá tr 0). Các giá tr tùy ñ nh trong hai d ng chu n s gi ng nhau, tuy - Theo b ng 4.6 hàm F s có d ng: nhiên ký hi u m t d ng là ch thư ng và d u c ng, còn m t F ( x, y, z ) = ( x + y + z )( x + y + z )( x + y + z )( x + y + z )( x + y + z ) d ng là ch in hoa và d u nhân. = M 0M 2M 5M 6M 7 Các d ng b n ñ Karnaugh ñơn gi n: Và ñ ñơn gi n ngư i ta thư ng dùng ký hi u cho d ng chu n 2 như sau : B n ñ Karnaugh (g i t t là b n ñ K) gi ng như b ng chân F ( x, y , z ) = M 0 M 2 M 5 M 6 M 7 tr , là phương ti n bi u di n m i quan h gi a các ñ u vào logic và = ∏ (0, 2,5, 6, 7) ñ u ra tương ng. Dư i ñây ta s li t kê các lo i b n ñ K ñơn gi n, bi u di n tương ng v i b ng chân tr c a chúng. 125 126
  6. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s - B n ñ Karnaugh 2 bi n - B n ñ Karnaugh 4 bi n B n ñ K 2 bi n là m t b n ñ có 4 ô, v trí trong Cách ñi n vào trong b n ñ K 4 bi n cũng s xem trong ví m i ô tương ng v i t h p bi n ñ u vào. ngoài các c t d , còn d ng c a như sau và dòng ta ghi các giá tr tương ng c a các bi n. ñây có 2 hàng bi u th cho 2 giá tr c a bi n A (0 và 1) và 2 c t bi u th cho 2 giá tr c a bi n B. T a ñ c a m i ô tương ng v i t h p nh phân c a các bi n ñ u vào. Ví d như trong hình 4.8, t i t a ñ A=0 và B=0 tương ng v i t h p AB=00 hay ta ghi là A B là giá tr ñ u ra x=1. T i t a ñ AB=01 giá tr ñ u ra tương ng x=0 nên ta ghi vào ô tương ng giá tr 0. Tương t như v y cho các ô còn l i ta s có ñư c b n ñ K như trong hình 4.8(c). Trong th c t chúng ta ch dùng các b n ñ cho t 3 bi n tr lên, và cũng ch dùng cho ñ n 5 bi n vì nhi u hơn n a thì s r t A B x B ph c t p vì ñây chúng ta dùng phương pháp tr c quan. ð hi u rõ 0 0 1 A 0 1 x = A B + AB cách dùng b n ñ Karnaugh chúng ta s xem xet các ví d c th 0 1 0 0 1 0 sau. 1 0 0 1 1 1 1 0 1 b) Hàm bi u di n Ví d 1: a) Ví d b ng chân tr Dùng b n ñ Karnaugh ñơn gi n hàm f(A,B,C) = c) B n ñ K ñ u ra ∑ (0,2,4,5,6) . Hình 4.8. Ví d b n ñ K 2 bi n Gi i: Trư c h t ñ bài ghi như v y có nghĩa là t i các giá tr mà t h p ñ u vào b ng 0 (ABC=000),2 - B n ñ Karnaugh 3 bi n (ABC=010),4(ABC=100),5(ABC=101) , ho c 6 (ABC=110) thì giá tr c a hàm f s b ng 1 hay nói cách khác giá tr ñ u ra b ng 1 Cách ñi n vào b n ñ K 3 bi n cũng như trong trư ng h p trên và c th th nào ta s xem trong các ví d Bư c 1: v b n ñ Karnaugh. ngay sau ñây. B n ñ K 3 bi n s có d ng như sau: Hàm f bi u di n các ô cho giá tr hàm b ng 1, m i ô tương ng v i m t t h p các bi n ñ u vào. Như v y các ô có giá tr ñ u vào là 0(ABC=000), 2(ABC=010), 4(ABC=100), 5(ABC=101) và 6(ABC=110) s có giá tr là 1 (Hàm f =1). 127 128
  7. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s BC CD A 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 0 00 1 1 1 1 1 01 1 1 11 1 1 11 1 1 Bư c 2: nhóm các ph n t g n nhau theo t ng nhóm, t b n ñ chính ta có 2 nhóm 10 1 BC A 00 01 11 10 Vòng 1 Sau khi nhóm ta có ñư c 4 vòng như sau: 01 1 CD AB 00 01 11 10 11 1 1 00 1 1 1 4 01 1 1 Vòng 2 1 T b n ñ ta s nhóm ñư c 2 vòng. Vòng 1 ta nhóm t i ña 11 1 1 ñư c 4 ô, và 4 ô này cho ta bi u th c C (trong 4 ô này thì ch có 2 bi n C là không ñ i và C=0 nên ta bi u di n dư i d ng C ). Vòng 2 10 1 nhóm ô còn l i v i 1 ô ñã nhóm vòng 1 và cho ta bi u th c AB . Bư c 3: Vi t l i hàm theo các nhóm b n ñ Karnaugh, ta s có: 3 f ( A, B, C ) = AB + C K t qu hàm rút g n: Ví d 2: Dùng b n ñ Karnaugh rút g n hàm f ( A, B, C , D) = A C + ABC + AC D + A B D f ( A, B, C , D) = ∑ (0,2,3,4,6,7,9,12,13) và v sơ ñ m ch c a hàm f Sơ ñ m ch: dùng các c ng AND, OR và NOT. Gi i: T ñ bài ta th y hàm cho có 4 bi n ñ u vào do ñó ta c n b n ñ K cho 4 bi n và sau khi ñi n các ô tương ng v i giá tr hàm b ng 1 ta có B n ñ Karnaugh: 129 130
  8. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s CD U15 U19 AB 00 01 11 10 A 00 1 1 1 1 INV AND2 U20 01 1 1 U 16 B U23 11 1 AND3 INV f U17 U21 OR4 10 1 1 1 1 C INV AND3 - Sau khi nhóm: U22 U18 D CD AND3 INV AB 00 01 11 10 Ví d 3: 00 1 1 1 1 Dùng b n ñ Karnaugh rút g n hàm 1 f ( A, B, C , D) = ∑ (0,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,13) và v sơ ñ m ch c a 01 1 1 hàm f. 2 2 11 1 L i gi i: Tương t như các ví d trên, trong bài này chúng ta cũng c n có 4 10 1 1 1 1 1 bi n cho ñ u vào. Các giá tr hàm b ng 1 ñư c xác ñ nh trong d u ngo c c a hàm. - B n ñ Karnagh 3 K t qu hàm rút g n: f ( A, B, C , D) = B + A D + AC D Sơ ñ m ch: 131 132
  9. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s CD U15 AB 00 01 11 10 U26 A 00 0 INV U28 f AND2 01 0 0 0 U16 B OR3 11 0 0 U27 INV U 17 10 X X X 0 AND3 C - Sau khi nhóm theo các ô 0 ta có: INV 3 U18 D CD AB 00 01 11 10 INV Ví d 4: Dùng b n ñ Karnaugh ñ ñơn gi n hàm sau: 00 0 f(A, B, C, D) = ∏(3, 4, 5, 7, 10, 12, 13) + D(8, 9, 11) L i gi i: 01 0 0 0 1 Tương t như các ví d trên, trong bài này hàm cho dư i d ng chu n 2, là m t hàm có 4 bi n. Các giá tr hàm b ng 0 ñư c 11 0 0 xác ñ nh trong d u ngo c c a ∏ và các v trí mà giá tr hàm không xác ñ nh trong d u ngo c c a D. 10 X X X 0 - B n ñ Karnagh 2 K t qu hàm rút g n: f ( A, B, C , D) = ( B + C )( A + B)( A + C + D) Lưu ý: Khi dùng b n ñ K là các v trí không xác ñ nh (có th 1 ho c - 0) thì ta bi u di n b ng ch “x” và các ô này ta có th coi là “1” ho c “0” tùy thu c vào trư ng h p c a b n ñ K ñ có th gom s ô l i ñư c nhi u nh t. 133 134
  10. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s N u ta xét gom theo giá tr hàm b ng 0, thì ta ch xét các ô có Kích thư c nh g n, tr ng lư ng nh . - giá tr 0, nh ng ô có giá tr là “x” thì không c n xét, nhưng có Tiêu th năng lư ng th p. th ñư c gom chung vào các ô có giá tr 0 ñ ñư c hàm t i gi n T c ñ ho t ñ ng cao. Ch u ñư c nhi t cao, ít ch u tác ñ ng c a môi trư ng. 4.3. Nh ng m ch logic s cơ b n Giá thành h . 4.3.1.M ch tích h p IC (Intergrated Circuit) Vì v y IC ñã t o cơ s ñ hàng lo t thi t b ñi n t ra ñ i Các c ng logic không ñư c ch t o ho c bán riêng l , mà v i nh ng tính năng hơn h n các th h trư c. theo ñơn v m ch tích h p (intergrated circuit), thư ng g i là IC hay vi m ch (chíp). IC là m nh silicon hình vuông kho ng 5x5 mm, Có th chia vi m ch thành các l p tùy thu c vào kh năng trên ñó ñã l ng ñ ng m t s c ng. IC thư ng ñư c g n trong v ch a và s p x p các c ng trên cùng m t chip g i là m c tích b c nh a ho c ceramic r ng 5-15 mm và dài 20-50 mm. D c theo h p: c nh dài là hai hàng chân song song dài kho ng 5 mm có th c m M ch SSI (tích h p c nh ): 1 - 10 c ng vào c m ho c hàn vào b ng m ch in. M i chân n i v i ñ u vào hay ñ u ra c a c ng nào ñó trên vi m ch, ho c n i ngu n ho c n i • M ch MSI (tích h p c trung bình): 10 - 100 c ng ñ t. V m t k thu t v b c có hai hàng chân bên ngoài và IC bên • M ch LSI (tích h p c l n): 100 - 100.000 c ng trong ñư c g i tên là l p v có hai hàng chân (DIP), tuy nhiên m i • M ch VLSI (tích h p c r t l n): > 100.000 c ng ngư i g i chúng là vi m ch, do ñó làm m nh t s khác bi t gi a Nh ng l p trên có thu c tính khác nhau và ng d ng theo m nh silicon và v b c. ð i v i vi m ch l n, ngư i ta thư ng dùng cách khác nhau. Thư ng khi s n xu t các IC s ñi kèm theo b v b c hình vuông v i các chân trên c 4 c nh. Hình 4.9 cho ta hư ng d n ch c năng và các chân tương ng c a IC ñó. Ví d IC th y m t s IC ñư c ñóng gói. hình 4.10 là lo i IC logic ñơn gi n có 4 c ng NAND - 2 ñ u vào, các c ng NAND gi ng nhau và ñ c l p v i nhau. IC có 14 chân, chân s 7 là chân n i ñ t, chân 14 n i v i ngu n Vcc: Vcc: +5V GND: n i ñ t. Hình 4.9. M t s IC Các IC có nh ng ưu ñi m hơn h n các lo i linh ki n trư c ñó. 135 136
  11. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s Thi t k m ch t h p ð thi t k m t m ch t h p, nh m tránh nh ng sai sót không c n thi t, chúng ta c n tuân th theo các bư c sau: 1. Xác ñ nh bài toán ñ ñi ñ n k t lu n có nh ng ñ u nh p, xu t nào 2. L p b ng chân tr xác ñ nh m i quan h gi a nh p và xu t 3. D a vào b ng chân tr , xác ñ nh hàm cho t ng ngõ ra 4. Dùng ñ i s boolean ho c b n ñ Karnaugh ñ ñơn gi n Hình 4.10. Sơ ñ m t IC các hàm ngõ ra 5. V sơ ñ m ch theo các hàm ñã ñơn gi n. 4.3.2.M ch k t h p (Combinational circuit) Sau ñây chúng ta s xem xét m t s m ch t h p thông d ng nh t, mà thư ng t các m ch này ngư i ta t o ra các m ch Nhi u ng d ng logic s ñòi h i m ch ph i c nhi u ñ u khác ph c t p hơn. vào và ñ u ra trong ñó ñ u ra ñư c xác ñ nh qua ñ u vào hi n t i. M ch như th ñư c g i là m ch k t h p (combinational circuit). Không ph i m ch nào cũng có thu c tính này. Ví d , m ch ch a 4.3.3. B d n kênh (Multiplexer) – B phân kênh (Demultiplexer) ph n t nh có th t o ñ u ra tùy vào giá tr lưu và c bi n nh p. B d n kênh hay còn g i là m ch ch n kênh là m ch có M ch k t h p là t h p các c ng lu n lý k t n i v i nhau ch c năng ch n l n lư t 1 trong N kênh vào ñ ñưa ñ n ngõ ra duy t o thành m t b n m ch có chung m t t p các ngõ vào và ra. nh t (ngõ ra duy nh t ñó g i là ñư ng truy n chung). Do ñó, m ch T i m t th i ñi m, tr nh phân ngõ ra là hàm c a t h p ch n kênh còn g i là m ch chuy n d li u song song ngõ vào nh phân các ngõ vào. Sơ ñ kh i m ch t h p như hình v 4.11. n thành d li u n i ti p ngõ ra, ñư c g i là Multiplexer (vi t t t là bi n nh p nh phân xu t phát t m t ngu n nào ñó ñi vào sơ ñ MUX). m ch và xu t ra ngoài m bi n nh phân. B phân kênh hay m ch phân ñư ng còn g i là m ch tách M ch t h p ñư c xác ñ nh qua b ng chân tr v i n bi n kênh (phân kênh, gi i ña h p), m ch này có nhi m v tách 1 ngu n nh p và m bi n xu t ho c ñư c xác ñ nh qua m hàm Boolean. d li u ñ u vào ñ r ra N ngõ ra khác nhau. Do ñó, m ch phân ñư ng còn g i là m ch chuy n d li u n i ti p ngõ vào thành d n input m output li u song song ngõ ra, ñư c g i là Demultiplexer (vi t t t là Combinational variables variables DEMUX). circuit a) B d n kênh c p ñ logic s , b d n kênh (multiplexer) là m ch có 2n Lư c ñ kh i m ch k t h p ñ u vào d li u, m t ñ u ra d li u và n ñ u vào ñi u khi n ch n Hình 4.11. 137 138
  12. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s m t trong các ñ u vào d li u. ð u vào ñư c ch n s ñ nh tuy n t i x1 ñ u ra. Xét m ch ch n kênh ñơn gi n có 4 ngõ vào và 1 ngõ ra như hình 4.12. AND3 1 x2 Trong ñó : AND3 2 + x1,x2,x3,x4 : các kênh d li u vào + Ngõ ra y : ðư ng truy n chung. y + c1, c2 : các ngõ vào ñi u khi n OR4 5 x3 AND3 3 x4 AND3 4 NOT NOT c1 Hình 4.12. Sơ ñ kh i MUX 4 ñ u vào 6 7 c2 ð thay ñ i l n lư t t x1 x4 ph i có ñi u khi n do ñó ñ i Hình 4.13. B d n kênh 4-1 v i m ch ch n kênh ñ ch n l n lư t t 1 trong 4 kênh vào c n có M t ví d khác hình 4.14 là b d n kênh 8 ñ u vào. các ngõ vào ñi u khi n cl, c2. N u có N kênh vào thì c n có n ngõ vào ñi u khi n th a mãn quan h : N=2n. Nói cách khác: S t h p ngõ vào ñi u khi n b ng s lư ng các kênh vào. Vi c ch n d li u t 1 trong 4 ngõ vào ñ ñưa ñ n ñư ng truy n chung là tùy thu c vào t h p tín hi u ñi u khi n. Trong b ng 4.5 cho ta th y tùy thu c vào tín hi u ñi u khi n c1,c2 mà ngõ ra s nh n tín hi u t ngõ vào nào. c1 c2 y 0 0 x1 0 1 x2 1 0 x3 1 1 x4 B ng 4.4. Tín hi u ñ u ra ph thu c vào tín hi u ñi u khi n Sơ ñ m ch d n 4-1 như hình 4.13. 139 140
  13. Chương IV: M ch Logic s Chương IV: M ch Logic s các thi t b s b d n kênh ñư c dùng r t thư ng xuyên cho nên ñ hi u t t các ph n sau các sinh viên c n hi u th t rõ m ch này. b) B phân kênh (Demultiplexer) Ngư c l i v i b d n kênh là b phân kênh. Nó cho phép t m t kênh vào cho ra nhi u kênh khác nhau tuy thu c vào ñư ng ñi u khi n. B ng tr ng thái mô t ho t ñ ng c a m ch và sơ ñ m ch b phân kênh như trong hình 4.15. Hình 4.15. B phân kênh 1-4 Hình 4.14. B d n kênh (Multiplexer) 8 ñ u vào 4.3.4. M ch C ng Ba ñư ng ñi u khi n, A, B, và C mã hóa con s 3 bít qui ñ nh 1 trong 8 ñư ng vào nào s ñ nh tuy n t i c ng OR r i ra. B t a)M ch n a c ng(Half Adder) lu n giá tr nào n m trên ñư ng ñi u khi n, 7 c ng AND s luôn ð i v i t t c các máy tính thì vi c th c hi n các phép tính xu t 0, c ng còn l i có th xu t 0 hay 1, tùy theo giá tr ñư ng vào s h c là quan tr ng nh t. Vì v y m ch th c hi n phép c ng là ñư c ch n. M i c ng AND ñư c kích ho t b ng k t h p ñ u vào thành ph n thi t y u trong m i CPU. Hình 4.16 minh h a b ng ñi u khi n khác nhau. chân tr cho phép c ng 1 bit. M ch n a c ng là m t m ch g m 2 Như v y khi thi t k các m ch mà ch có 1 ñ u vào duy c ng XOR và AND. Hai ñ u ra c a m ch: nh t, nhưng tín hi u vào l i ñư c l a ch n t nhi u ngu n khác - Tín hi u t ng ñ u vào A và B: Sum nhau thì chúng ta có th dùng b d n kênh ñ làm vi c ñó. Trong - Tín hi u s mang sang v trí k ti p (bên trái): Carry 141 142
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0