Un quadro della situazione. Lezione 9 Logica Digitale (3) Dove siamo nel corso. Organizzazione della lezione. Dove siamo. Dove stiamo andando..

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1 Un quadro della situazione Lezione 9 Logica Digitale (3) Vittorio carano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli tudi di alerno Architettura (2324). Vi.ttorio carano Input/Output Memoria Principale istema di Interconnessione egistri Central Processing Unit Unità Aritmetico Logica Interconnessione interna alla CPU Unità di Controllo Dove siamo progettazione di vari circuiti combinatoriali Dove stiamo andando.. Circuiti sequenziali Perché: per poter progettare semplici parti della memoria interna alla CPU (registri) e della memoria principale 2 Dove siamo nel corso Organizzazione della lezione Architettura (2324). Vi.ttorio carano Logica digitale Codifica della informazione Logica Digitale Unità Logico Aritmetica (ALU) Memoria Il set delle istruzioni Processore: unità di elaborazione Processore: unità di controllo Processore: pipeline Valutazione delle prestazioni Architettura (2324). Vi.ttorio carano I circuiti sequenziali Flipflop tavola caratteristica stabilità comportamento 3 4

2 Circuiti sequenziali Flipflop Architettura (2324). Vi.ttorio carano Un circuito combinatorio è un insieme di porte logiche interconnesse il cui output, in ogni istante, è funzione solo dell input cioè non dipende dai precedenti input (o da uno stato interno del circuito = circuito senza memoria) Un circuito sequenziale è un insieme di porte logiche interconnesse il cui output dipende non solo dagli input ma anche dallo stato interno (cioè dai precedenti input) Architettura (2324). Vi.ttorio carano emplice circuito sequenziale che: è un dispositivo bistabile può essere in uno di due stati possibili in assenza di input, rimane nello stato in cui si trova (stabilità) una specie di memoria a bit ha due output uno è il complemento dell altro di solito indicati con Q e Q complementato 5 6 Organizzazione della lezione Flipflop (latch( ) Architettura (2324). Vi.ttorio carano I circuiti sequenziali Flipflop tavola caratteristica stabilità comportamento 7 Architettura (2324). Vi.ttorio carano Bistabile: stati e (indicati da Q) Due input e : (sta per et) serve a impostare a lo stato del latch (sta per eset) serve ad impostare a lo stato del latch (azzeramento) feedback (retroazione) Dobbiamo provare: la stabilità il comportamento con e 8

3 Tavola caratteristica del flipflop flop tabilità del flipflop flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano tabilità del flip flop Comportamento con eset Comportamento con et Input non permessi (==) Architettura (2324). Vi.ttorio carano i deve provare che lo stato del flipflop (indicato dalla linea Q) non cambia se sia i segnali di et e di eset sono a zero Necessario provare che sia lo stato Q= che lo stato Q= sono stabili 9 Tavola caratteristica del flipflop flop tabilità del Flipflop () Architettura (2324). Vi.ttorio carano tabilità del flip flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano iano ==Q= L input alla porta NO in basso dà in output porta NO in alto Q uguale a Lo stato è stabile con e a il flipflop mantiene lo 2 stato

4 Tavola caratteristica del flipflop flop tabilità del Flipflop (2) Architettura (2324). Vi.ttorio carano tabilità del flip flop 3 Architettura (2324). Vi.ttorio carano iano == e Q= L input alla porta NO in basso dà in output porta NO in alto Q uguale a Lo stato è stabile con e a il flipflop mantiene lo 4 stato Comportamento del flipflop flop Tavola caratteristica del flipflop flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano I segnali di et e eset servono a cambiare lo stato del flipflop Il segnale di eset () indipendentemente dal valore di Q (stato attuale) fa sì che lo stato Q sia Il segnale di et () indipendentemente dal valore di Q (stato attuale) fa sì che lo stato Q sia Architettura (2324). Vi.ttorio carano Comportamento con eset 5 6

5 Comportamento con il eset () Tavola caratteristica del flipflop flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano iano =Q= e = L input alla porta NO in basso dà in output porta NO in alto Q a Architettura (2324). Vi.ttorio carano Comportamento con eset 7 8 Comportamento con il eset (2) Comportamento con il eset (2) Architettura (2324). Vi.ttorio carano iano =Q= e = L input alla porta NO in basso dà in output Architettura (2324). Vi.ttorio carano X X iano =Q= e = L input alla porta NO in basso dà in output diventa uno e viene portato come input alla porta NO in alto Che quindi, cambia lo stato Q a 9 2

6 Comportamento del flipflop flop Tavola caratteristica del flipflop flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano I segnali di et e eset servono a cambiare lo stato del flipflop Il segnale di eset () indipendentemente dal valore di Q (stato corrente) fa sì che lo stato Q sia Il segnale di et () indipendentemente dal valore di Q (stato corrente) fa sì che lo stato Q sia Architettura (2324). Vi.ttorio carano Comportamento con et 2 22 Comportamento con il et () Tavola caratteristica del flipflop flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano X X iano =Q= e = L input alla porta NO in basso dà in output porta NO in alto Che quindi, cambia lo stato Q da a Architettura (2324). Vi.ttorio carano Comportamento con et 23 24

7 Comportamento con il et (2) Tavola caratteristica del flipflop flop Architettura (2324). Vi.ttorio carano iano = e Q== L input alla porta NO in basso dà in output porta NO in alto Q a Architettura (2324). Vi.ttorio carano tabilità del flip flop Comportamento con eset Comportamento con et Input non permessi (==) Esercizi (su circuiti combinatoriali) Esercizi (su circuiti combinatoriali) 2 Architettura (2324). Vi.ttorio carano Costruire un circuito che realizzi la operazione XO a partire dalle operazioni booleane AND, O, e NOT. (tallings, pag. A.35, n. A.2) Un circuito combinatoriale viene usato per controllare un display con 7 segmenti di cifre decimali (vedi figura sul libro). Il circuito ha 4 input, che forniscono il codice a 4 bit utilizzato nella rappresentazione decimale impaccata (Binary Coded Decimal). I sette output definiscono quali segmenti saranno attivati per visualizzare la cifra decimale specificata. i osservi che alcune combinazioni di input e output non sono necessarie. i calcoli la tabella di verità e si fornisca una espressione in forma DP ed in forma PD. Architettura (2324). Vi.ttorio carano (tallings, pag. A.34, n. A.8) Progettare un decodificatore a 5 bit facendo uso di 4 decodificatori a 3 bit (con input di abilitazione) e di un decodificatore a 2 bit