PCS 3115 (PCS2215) Blocos básicos

Documentos relacionados
PCS Sistemas Digitais I. Circuitos Combinatórios Blocos Básicos: ULA. Prof. Dr. Marcos A. Simplicio Jr. versão: 3.

Circuitos Aritméticos I

CALCULADORA SIMPLES COM ULA

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Ciências da Computação & Engenharia Eletrônica

PCS3515 Sistemas Digitais. Blocos Básicos

EPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital CALCULADORA SIMPLES

EPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital CALCULADORA SIMPLES

EPUSP PCS 2011 Laboratório Digital I. Uma ULA Simples

Sistemas Digitais Módulo 8 Introdução aos Circuitos Aritméticos

EPUSP PCS 2011 Laboratório Digital I. Uma ULA Simples

Capítulo 6 Aritmética Digital: Operações e Circuitos

XOR, Detecção de Erro, Comparadores

Arquitetura de Computadores. Tiago Alves de Oliveira

EPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital CALCULADORA SIMPLES

Aritmética Binária e Caminho de Dados. Aritmética Binária Caminho de Dados

SSC0112 Organização de Computadores Digitais I

Somadores Binários E.T.M./2005 (revisão)

Capítulo 6 Aritmética Digital: Operações e Circuitos

ARITMÉTICA BINÁRIA. Adão de Melo Neto

Eletrônica Digital I (EDL I)

Organização de Computadores

3 Circuitos Combinacionais

PCS Sistemas Digitais I. Códigos para Detecção e Correção de Erros. Prof. Dr. Marcos A. Simplicio Jr. versão: 3.0 (Jan/2016)

CIRCUITOS DIGITAIS. Circuitos Combinacionais e Técnicas de Simplificação

Circuitos Combinacionais

Representação de Dados

Montagem, testes, depuração e documentação de circuitos digitais

CIRCUITOS ARITMÉTICOS (Unidade 4)

Organização e Arquitetura de Computadores I

Introdução. Aplicações de Circuitos Combinacionais. Combinacionais. Combinacionais. Combinacionais. Combinacionais. de Eletrônica Digital (Parte III)

Relatório de Prática no LABORATORIO

Circuitos Aritméticos. Circuitos Aritméticos. Circuitos Aritméticos. Circuitos Aritméticos. Circuitos Aritméticos. Circuitos Aritméticos

PCS Sistemas Digitais I. Circuitos Combinatórios Blocos Básicos: (De)Multiplexadores e Dispositivos tri-state. Prof. Dr. Marcos A. Simplicio Jr.

Introdução a Sistemas Digitais

Circuitos Combinacionais

Eletrônica Digital. Prof. Gilson Yukio Sato sato[at]utfpr[dot]edu[dot]br

Relatório de Prática no LABORATORIO

Prof. Leonardo Augusto Casillo

Arquitetura de Computadores I

Sistemas Digitais Unidade Lógica e Aritmética - ULA

Eletrônica e Circuitos Digitais Aula 16 Circuitos Lógicos MSI. Daniel S Batista

Índice. 1.2 Sistemas Numéricos em uma Base B Qualquer

Eletrônica Digital. Circuitos Combinacionais FACULDADE FUCAPI

Nível da Lógica Digital

PCS 3115 (PCS2215) Sistemas Digitais I. Módulo 02 Sistemas de Numeração. Prof. Dr. Marcos A. Simplicio Jr. versão: 3.0 (Jan/2016) Conteúdo

Aula 16: UCP: Conceitos Básicos e Componentes

Multiplicador Binário com Sinal

CALCULADORA SIMPLES COM ULA

Circuitos Integrados. Nível da Lógica Digital (Aula 7) Circuitos Combinacionais. Circuitos Lógicos Digitais Básicos. Multiplexadores (1)

Sistemas Digitais Circuitos Aritméticos e Unidades Aritméticas e Lógicas (ALUs)

Circuitos Lógicos Combinacionais Aula Prática

Eletrônica Digital I (EDL I)

SOLUÇÃO : 2) Converter os números da base 10 para a base 5. N1 = (134) 10 N2 = (245) 10. Resposta : N1 = (1014) 5 N2 = (1440) 5

Sistemas Digitais Circuitos Aritméticos e Representação de Números com Sinal

ENGC40 - Eletrônica Digital

Funções de Lógica Combinacional

Circuitos Lógicos Combinacionais (parte 3) Sistemas de Informação CPCX UFMS Slides: Prof. Renato F. dos Santos Adaptação: Fernando Maia da Mota

Calculadora Simples em VHDL

Aula 7: Portas Lógicas: AND, OR, NOT, XOR, NAND e NOR

Projeto de Circuito Combinacional

PCS 3115 (PCS2215) Sistemas Digitais I. Módulo 03a Aritmética Binária. Prof. Dr. Marcos A. Simplicio Jr. versão: 3.0 (Jan/2016) Conteúdo

Projeto de Somador com e sem Sinal. Qualificadores

Sistemas Digitais Transferências entre Registradores

Técnicas Digitais para Computação

SISTEMAS DIGITAIS CIRCUITOS COMBINATÓRIOS TÍPICOS

Circuitos Lógicos Aula 22

Introdução: Objetivos:

Circuitos Digitais. Conteúdo. Meio Somador. Circuitos Aritméticos. Meio Somador. Meio Somador. Circuitos Aritméticos. Ciência da Computação

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação

Circuitos Combinacionais Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara. Carga Horária: 2h/60h

NOME...N.o... Nota...

Circuitos Combinacionais Lógicos

CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Introdução à Computação

EPUSP PCS 2011/2305/2355 Laboratório Digital. Frequencímetro

Curso Profissional de Técnico de Gestão de Equipamentos Informáticos 10º ANO

Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação SEL 405 Lab. de Introdução aos Sistemas Digitais I Profa. Luiza Maria Romeiro Codá PRÁTICA Nº 6

X Y Z A B C D

Representação de quantidade(número)

Projeto de Circuitos Lógicos. Introdução ao Computador 2010/01 Renan Manola

Arquitetura de Computadores Aula 9 Portas Lógicas

Organização e Arquitetura de Computadores I

Introdução à Computação

ELT502 Eletrônica Digital I Graduação em Engenharia Eletrônica

Operações com números binários

Sistemas Digitais. Circuitos Aritméticos. Monitoria SD Daniel Alexandro/Reniê Delgado/Vanessa Ogg. Editado por (DARA)

Operações Aritméticas Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara. Carga Horária: 2h/60h

Aula Ementa Conteúdo Data

1. Notação em Complemento de 2

Universidade Federal do Pará Instituto de Tecnologia Faculdade de Engenharia Elétrica. Eletrônica Digital. Plano de Ensino 2015_2

Técnicas Digitais I. Experiências de Laboratório

Projeto com Dispositivos Programáveis

1. Sistemas de numeração e códigos 23

Aritmética dos Computadores

Circuitos Digitais. Conteúdo. Soma de Números Binários. Soma de Números Binários. Exemplos. Exemplos. Aritmética Binária

Descrevendo Circuitos Lógicos Capítulo 3 Parte II

Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Departamento Acadêmico de Eletrônica DAELN

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO

Transcrição:

3-May-8 PC 35 (PC5) istemas Digitais I Módulo Circuitos Combinatórios locos ásicos Prof. Dr. Marcos. implicio Jr. versão: 3. (Jan/6) locos básicos Multiplicadores UL Gerador/Detector de Paridade Exercícios

3-May-8 Multiplicador binário x x x x Multiplicando Multiplicador -------- Produto parcial inicial lgoritmo shift-and-add : apenas dois registradores para dados parciais Multiplicando deslocado p/ esquerda de posições -------- Produto parcial Multiplicando deslocado p/ esquerda de posição ------- Produto parcial Multiplicando deslocado p/ esquerda de posições --------- Produto parcial Multiplicando deslocado p/ esquerda de 3 posições ---------- Produto 3 Multiplicador binário Processo não precisa ser sequencial, usando registradores: podese construir um circuito combinatório que implementa cada fase do laço de shift-and-add x y ------- ------------- p y x 3 y x y x y x y x 3 y x y x y x y x 3 y x y x y x y 3 x 3 y 3 x y 3 x y 3 x p 7 p 6 p 5 p p 3 p p p

3-May-8 Multiplicador binário bits y x 3 y x y x y x y x 3 y x y x y x y x 3 y x y x y x y 3 x 3 y 3 x y 3 x y 3 x p 7 p 6 p 5 p p 3 p p p 5 Multiplicador binário 8 bits 6 3

3-May-8 Multiplicador binário 8 bits: atrasos devido a carry 7 bits: carry saver Multiplicador binário y x 3 y x 3 y x y x y x y x y x y x y x 3 y x y x y x y 3 x 3 y 3 x y 3 x y 3 x p 7 p 6 p 5 p p 3 p p p 8

3-May-8 Multiplicador binário 8 bits: carry saver 9 Multiplicador binário 8 bits: carry saver atrasos devido ao carry 5

3-May-8 Unidade Lógica ritmética (UL) Um loco Lógico uncional que dispõe de um repertório básico e limitado de Operações Lógicas: and, or, inversão, etc. e/ou Operações ritméticas: soma, subtração, etc. Há vários CIs que, embora não tenham a capacidade de ULs de computadores (pessoais ou de grande porte), fornecem algumas operações sobre dados binários de entrada. Unidade Lógica ritmética (UL) LU 7L38/7HC38 Extraído de [Tocci-.7] 6

3-May-8 Unidade Lógica ritmética (UL) Table 5-5 unctions performed by the 7x8 -bit LU. Inputs unction bits de operações: carry lookahead carry ripple 3 M = (arithmetic) M = (logic) = minus plus CIN = = minus plus CIN = = minus plus CIN = = plus CIN = = plus ( ) plus CIN = = plus ( ) plus CIN = = minus minus plus CIN = Å = plus CIN = = plus ( ) plus CIN = = plus plus CIN = Å = plus ( ) plus CIN = = plus CIN = = plus plus CIN = = plus plus CIN = = plus plus CIN = = plus CIN = Unidade Lógica ritmética (UL) LU 7L38/7HC38 Expansão da UL: dois chips 7HC38, conectados Extraído para operar de [Tocci-.7] como um somador de palavras de 8 bits. 7

3-May-8 Exercício -- UL Projetar a estrutura interna de uma UL como a mostrada abaixo, para que ela tenha as seguintes funcionalidades considerando e números inteiros com sinal (complemento de dois): Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se = OU-Exclusivo bit a bit UL 5 Exercício -- UL Comentário mais se overflow soma = i i i C i 3 3 C in C 3 i C i i i C i C... C i i i i C i C i i C i C i C in i = 3 C out 6 8

3-May-8 Exercício -- UL Comentário mais se overflow soma 3 C in 3 C out Exercício -- UL Comentário menos se overflow subtração Vcc 3 C in 3 C out 9

3-May-8 Exercício -- UL Comentário menos se overflow subtração inversa Vcc 3 C in 3 C out Exercício -- UL Comentário xor se = OU-Exclusivo bit a bit 3 3 3

3-May-8 Exercício: olução Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se = OU-Exclusivo bit a bit Decoder 3 E E E E3 E E E E E E E3 E3 Exercício: olução Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se = OU-Exclusivo bit a bit 3 3 3 3

3-May-8 Exercício: Otimizações Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração C in C out sel Exercício: Otimizações Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa sel C in = g(,) C out sel

3-May-8 Exercício: olução b Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se = OU-Exclusivo bit a bit E E E G(,) E E E3 E3 Decoder E 3 E3 Exercício: olução b Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se = OU-Exclusivo bit a bit G(,) sel sel 3

3-May-8 Exercício: Uma modificação Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se <= OU-Exclusivo bit a bit Implementar com: (a) portas lógicas, (b) decoder :6, (c) mux 6:, (d) mux 8:, (e) mux : Com portas lógicas =... Exercício: Uma modificação Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se <= OU-Exclusivo bit a bit 3 5 6 7 8 9 3 5 Com decodificador (soma de produtos) I 3 I I I Dec 5 8 9 3 5......

3-May-8 Exercício: Uma modificação Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se <= OU-Exclusivo bit a bit 3 5 6 7 8 9 3 5 Com decodificador (produto de somas) I 3 I I I Dec 3 6 7...... Exercício: Uma modificação Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se <= OU-Exclusivo bit a bit 3 5 6 7 8 9 3 5 Com MUX 6: Mesma ordem da tabela verdade 5

3-May-8 Exercício: Uma modificação Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se <= OU-Exclusivo bit a bit Com MUX 8: = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) I I I I 3 I I 5 I 6 I 7 Exercício: Uma modificação Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inversa xor se <= OU-Exclusivo bit a bit Com MUX : I I I = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) I 3 6

3-May-8 Exercício: Usando a UL Usando a UL criada e NOTs, deseja-se construir um circuito de alarme remoto a ser conectado a um emissor. especificação é: e um sensor de temperatura T, de 3 bits, acusar um valor acima de V ( TGTV =), então deve ser enviado = T V a uma central O valor de V é configurável pela entrada M: M= V=3 ; M= V=5 Por questões de compatibilidade com o sistema na central, a saída deve ser: = T V caso M =, e = compl(t V) se M= T M 3 larme TGTV enviar dado Emissor dado Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inv. xor se = OU-Exclusivo UL Exercício: Usando a UL Uma solução possível: T M 3 T MM menos UL 3 > M M UL M = = mais = M = = XOR = compl() TGTV enviar dado Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inv. xor se = OU-Exclusivo 7

3-May-8 Exercício: Usando a UL o enviar o projeto para produção, você percebe que a UL utilizada opera no modo ativo baixo. O que muda no projeto? T M 3 T MM menos UL 3 > M M UL M = = mais = M = = XOR = compl() TGTV enviar dado _L _L _L _L Comentário mais se overflow soma menos se overflow subtração menos se overflow subtração inv. xor se = OU-Exclusivo Exercício: Usando a UL Circuito inteiro em ativo-baixo: basta que os sinais ligados nas entradas sejam consideradas como ativo-baixo, e saídas sejam consideradas ativo-baixo Notação: _L T_L M_L 3 TGTV_L larme _L 3 T_L M_L T_L M_L M_L menos UL _L 3 M_L M_L UL M = = mais = M = = XOR = compl() TGTV_L _L inais internos não são afetados 8

3-May-8 Exercício: Usando a UL Circuito inteiro com lógica negativa: basta que os sinais ligados nas entradas sejam consideradas como ativo-baixo, e saídas sejam consideradas ativo-baixo única coisa que mudaria mais profundamente é o acoplamento entre módulos ativo-alto e ativo-baixo T M T_L M_L 3 larme TGTV_L _L enviar dado Emissor dado Exercício (PREC 6) eja um número binário de bits. Projete um circuito que calcule caso tenha paridade par e caso tenha paridade ímpar. subtração deve ser calculada em Complemento de. Utilize (somente!) um gerador de paridade de bits (igura ) e um somador completo de bits (igura ). Gerador de Paridade omador Completo de bits 38 9

3-May-8 Lição de Casa Leitura Obrigatória: Capítulo 6 do Livro Texto, ênfase em 6., 6.5, 6.7, 6.8. Exercícios obrigatórios: Capítulo 6 do Livro Texto. ibliografia dicional regni, Edson; araiva, ntônio. Engenharia do Projeto Lógico Digital. Editora Edgard lücher Ltda. ão Paulo, P, rasil,.995; Ranzini, Edith; regni, Edson. Teoria da Comutação: Introdução aos Circuitos Digitais (Partes e ). Notas de ula de PC, PC/EPUP, gosto de.996. Tocci, Ronald; Widmer, Neal. istemas Digitais Princípios e plicações. 8 a Edição, Pearson/Prentice- Hall, ão Paulo,.3.