Ελλθνικι Δθμοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 1 : Ειςαγωγι. Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Σχετικά έγγραφα
Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 5 : Ανάλυςθ κυκλώματοσ με D και JK FLIP- FLOP Φώτιοσ Βαρτηιώτθσ

Ελλθνικι Δθμοκρατία Σεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 9 : Διαδικαςία φνκεςθσ Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 7 : Ελαχιςτοποίθςθ και κωδικοποίθςθ καταςτάςεων Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Ελλθνικι Δθμοκρατία Σεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 11 : Μετρθτζσ Ριπισ Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Ελλθνικι Δθμοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 13 : Άλλοι Μετρθτζσ Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Ψθφιακι Επεξεργαςία ιματοσ

Ψθφιακι Επεξεργαςία ιματοσ

Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 4 : Ανάλυςθ ακολουκιακϊν κυκλωμάτων με ρολόι Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Ελλθνικι Δθμοκρατία Σεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 3 : τοιχεία Μνιμθσ flip-flop.

Ψθφιακι Επεξεργαςία ιματοσ

Ελλθνικι Δθμοκρατία Σεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ενότθτα 10 : Καταχωρθτζσ Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ

Επιχειρηςιακή Έρευνα και εφαρμογζσ με την χρήςη του λογιςμικοφ R

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗΣ ΓΥΜΝΑΣΤΙΚΗΣ ΙΙ

Ψθφιακι Επεξεργαςία ιματοσ

Ειδικζσ Ναυπηγικζσ Καταςκευζσ και Ιςτιοφόρα κάφη (Ε)

Ψθφιακι Επεξεργαςία ιματοσ

Αναπαράςταςθ Γνώςθσ ςτον Παγκόςμιο Ιςτό Ενότθτα 2: XML Δομθμζνα Ζγγραφα Ιςτοφ, Μζροσ 4 ο XPath

Τεχνικό Σχζδιο - CAD

x n D 2 ENCODER m - σε n (m 2 n ) x 1 Παραδείγματα κωδικοποιθτϊν είναι ο κωδικοποιθτισ οκταδικοφ ςε δυαδικό και ο κωδικοποιθτισ BCD ςε δυαδικό.

Διδακτικι τθσ Γλϊςςασ Ι

Aντιπτζριςθ (ΕΠ027) Ενότθτα 12

Αποτυπώςεισ & Τεκμηρίωςη Αντικειμζνων

Aντιπτζριςη (ΕΠ027) Ενότητα 6

Σχεδίαςη Σφγχρονων Ακολουθιακών Κυκλωμάτων

Οντοκεντρικόσ Ρρογραμματιςμόσ

Ερωτήσεις επανάληψης. Ενδοκρινείς αδένες. Τμήμα Ιαηρικής Πανεπιζηήμιο Παηρών

Λαμβάνοντασ υπόψη ότι κατά την πρόςθεςη δφο δυαδικϊν ψηφίων ιςχφει: Κρατοφμενο

Τεχνικζσ Ανάλυςησ Διοικητικών Αποφάςεων

Οντοκεντρικόσ Προγραμματιςμόσ

Οντοκεντρικόσ Προγραμματιςμόσ

Κλαςικι Ηλεκτροδυναμικι

Aντιπτζριςη (ΕΠ027) Ενότητα 10

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗΣ ΓΥΜΝΑΣΤΙΚΗΣ ΙΙ

Τεχνικζσ Ανάλυςησ Διοικητικών Αποφάςεων

Ακολουκιακά Λογικά Κυκλώματα

Aντιπτζριςη (ΕΠ027) Ενότητα 5

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗΣ ΓΥΜΝΑΣΤΙΚΗΣ ΙΙ

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗΣ ΓΥΜΝΑΣΤΙΚΗΣ ΙΙ

ΠΟΤΔΗ ΣΗ ΤΝΟΠΣΙΚΗ ΠΑΡΑΔΟΗ ΚΑΙ ΣΗΝ Q

Παράγοντεσ υμμετοχήσ Ενηλίκων ςτην Εκπαίδευςη: Ζητήματα Κινητοποίηςησ και Πρόςβαςησ ςε Οργανωμζνεσ Εκπαιδευτικζσ Δραςτηριότητεσ

Επιχειρηςιακή Ζρευνα και εφαρμογζσ με την χρήςη του λογιςμικοφ R

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

Διαγλωςςική Επικοινωνία

ΘΕΡΜΟΔΤΝΑΜΙΚΗ IΙ. Ενότθτα 4: Χθμικζσ αντιδράςεισ αερίων τακερά Χθμικισ Ιςορροπίασ Πρότυπθ Ελεφκερθ Ενζργεια

Βάςεισ Δεδομζνων Ι. Ενότητα 4: Μετατροπή ςχήματοσ Ο/Σ ςε ςχεςιακό. Δρ. Τςιμπίρθσ Αλκιβιάδθσ Τμιμα Μθχανικϊν Ρλθροφορικισ ΤΕ

Ψθφιακι Επεξεργαςία ιματοσ

Τεχνολογία Περιβάλλοντοσ: Διαχείριςθ Υγρών Αποβλιτων Ενότθτα 9: Απολφμανςθ. Κορνάροσ Μιχαιλ Πολυτεχνικι Σχολι Τμιμα Χθμικών Μθχανικών

Ειςαγωγή ςτη διδακτική των γλωςςών

ΘΕΡΜΟΔΤΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότθτα 1: Βαςικά χαρακτθριςτικά τθσ Θερμοδυναμικισ. ογομϊν Μπογοςιάν Πολυτεχνικι χολι Σμιμα Χθμικϊν Μθχανικϊν

Επιχειρηςιακή Ζρευνα και εφαρμογζσ με την χρήςη του λογιςμικοφ R

Πολυπλέκτες. 0 x 0 F = S x 0 + Sx 1 1 x 1

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

Αναπαράςταςθ Γνώςθσ ςτον Παγκόςμιο Ιςτό Ενότθτα 5: Κανόνεσ Λογικι και Συμπεραςμόσ

ΔΙΔΑΚΣΙΚΗ ΣΗ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΓΤΜΝΑΣΙΚΗ ΙΙ

ΠΟΤΔΗ ΣΗ ΤΝΟΠΣΙΚΗ ΠΑΡΑΔΟΗ ΚΑΙ ΣΗΝ Q

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

Εκκλθςιαςτικό Δίκαιο ΙΙΙ (Μεταπτυχιακό)

Επιχειρηςιακή Έρευνα και εφαρμογζσ με την χρήςη του λογιςμικοφ R

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ Αςκήςεισ 11 ησ Ενότητασ

Ειςαγωγι ςτισ Μεταφραςτικζσ Σπουδζσ

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗΣ ΓΥΜΝΑΣΤΙΚΗΣ ΙΙ

Λογικά Ψθφιακά Κυκλϊματα

HY220 Εργαςτήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων. 9/28/ ΗΥ220 - Διάλεξθ 3θ, Επανάλθψθ

Ειςαγωγή ςτη διδακτική των γλωςςών

ΘΥ101: Ειςαγωγι ςτθν Πλθροφορικι

Παράγοντεσ υμμετοχήσ Ενηλίκων ςτην Εκπαίδευςη: Ζητήματα Κινητοποίηςησ και Πρόςβαςησ ςε Οργανωμζνεσ Εκπαιδευτικζσ Δραςτηριότητεσ

Aντιπτζριςη (ΕΠ027) Ενότητα 9

ΘΕΡΜΟΔΤΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότθτα 3: Μθδενικόσ Νόμοσ - Ζργο. ογομϊν Μπογοςιάν Πολυτεχνικι χολι Σμιμα Χθμικϊν Μθχανικϊν

Ειδικά Θζματα Βάςεων Δεδομζνων

ΠΟΤΔΗ ΣΗ ΤΝΟΠΣΙΚΗ ΠΑΡΑΔΟΗ ΚΑΙ ΣΗΝ Q

Aντιπτζριςη (ΕΠ027) Ενότητα 2

Οντοκεντρικόσ Ρρογραμματιςμόσ

Παράςταςη ακεραίων ςτο ςυςτημα ςυμπλήρωμα ωσ προσ 2

3 θ διάλεξθ Επανάλθψθ, Επιςκόπθςθ των βαςικϊν γνϊςεων τθσ Ψθφιακισ Σχεδίαςθσ

Διαγλωςςική Επικοινωνία

ΣΑ ΑΠΟΚΡΤΦΑ ΕΤΑΓΓΕΛΙΑ

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

Διδακτικι τθσ Γλϊςςασ Ι

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

Λογικά Ψθφιακά Κυκλϊματα

Οντοκεντρικόσ Ρρογραμματιςμόσ

Τυπικζσ Γλϊςςεσ Περιγραφισ Υλικοφ Διάλεξθ 4

Βάςεισ Δεδομζνων Ι. Ενότητα 12: Κανονικοποίηςη. Δρ. Τςιμπίρθσ Αλκιβιάδθσ Τμιμα Μθχανικών Πλθροφορικισ ΤΕ

Μυκθτολογικζσ αςκζνειεσ δενδρωδϊν και αμπζλου

ΣΙΣΛΟ ΜΑΘΗΜΑΣΟ: ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΣΙΚΗ ΗΘΙΚΗ ΧΕΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΣΟ ΟΝΟΜΑ ΚΑΘΗΓΗΣΗ: ΔΗΜΗΣΡΙΟ ΜΑΣΘΟΠΟΤΛΟ ΣΜΗΜΑ: Σμήμα Διαχείριςησ Περιβάλλοντοσ και Φυςικών

Συπικζσ Γλϊςςεσ Περιγραφισ Τλικοφ Διάλεξθ 5

ΠΟΤΔΗ ΣΗ ΤΝΟΠΣΙΚΗ ΠΑΡΑΔΟΗ ΚΑΙ ΣΗΝ Q

ΘΕΡΜΟΔΤΝΑΜΙΚΘ IΙ. Ενότθτα 11: Διαλυτότθτα Ιδανικά διαλφματα ογομών Μπογοςιάν Πολυτεχνικι χολι Σμιμα Χθμικών Μθχανικών

Ειςαγωγή ςτη διδακτική των γλωςςών

ΘΕΜΟΔΥΝΑΜΙΚΘ Ι. Ενότθτα 7: Θεωριματα και ςχζςεισ μερικϊν παραγϊγων Σχζςεισ Maxwell Θερμοδυναμικζσ Καταςτατικζσ Εξιςϊςεισ

Οντοκεντρικόσ Προγραμματιςμόσ

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

ΠΟΤΔΗ ΣΗ ΤΝΟΠΣΙΚΗ ΠΑΡΑΔΟΗ ΚΑΙ ΣΗΝ Q

ΠΡΟΠΟΝΗΣΙΚΕ ΠΡΟΑΡΜΟΓΕ ΣΙ ΑΝΑΠΣΤΞΙΑΚΕ ΗΛΙΚΙΕ (555)

ΘΕΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙΝΗΣ ΔΙΑΘΗΚΗΣ

Τεχνολογία Περιβάλλοντοσ: Διαχείριςθ Στερεών Αποβλιτων Ενότθτα 4: Μθχανικόσ Διαχωριςμόσ. Κορνάροσ Μιχαιλ Πολυτεχνικι Σχολι Τμιμα Χθμικών Μθχανικών

ΣΕΙ ΕΡΡΩΝ ΜΑΙΟ 2013 ΠΣΤΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΣΙΜΕΝΙΔΗ ΣΕΦΑΝΟ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΣΗ : ΜΑΔΕΜΛΗ ΙΩΑΝΝΗ

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗΣ ΓΥΜΝΑΣΤΙΚΗΣ ΙΙ

Transcript:

Ελλθνικι Δθμοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Ψθφιακά Ηλεκτρονικά Ενότθτα 1 : Ειςαγωγι Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ 1

Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Τμιμα Ψθφιακά Ηλεκτρονικά Ενότητα 1: Ειςαγωγι Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ Κακθγθτισ Εφαρμογϊν Άρτα, 2015 2

Άδειεσ Χρήςησ Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται ςε άδειεσ χριςθσ Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπωσ εικόνεσ, που υπόκειται ςε άλλου τφπου άδειασ χριςθσ, θ άδεια χριςθσ αναφζρεται ρθτϊσ. 3

Σκοποί ενότητασ Η Ειςαγωγι ςτισ ζννοιεσ ψθφιακό κφκλωμα Συνδυαςτικό κφκλωμα ακολουκιακό κφκλωμα. Η Ανάλυςθ ςυνδυαςτικοφ κυκλϊματοσ Η Σχεδίαςθ ςυνδυαςτικοφ κυκλϊματοσ. 4

Περιεχόμενα ενότητασ Ψθφιακά Κυκλϊματα Συνδυαςτικά Κυκλϊματα ΣΚ Ανάλυςθ Συνδυαςτικϊν Κυκλωμάτων Σχεδίαςθ Συνδυαςτικϊν Κυκλωμάτων Ακολουκιακά κυκλϊματα Σφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα Αςφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα Ακολουκιακά κυκλϊματα 5

Περιεχόμενα ενότητασ Άςκθςθ 1 Άςκθςθ 2 6

Χρηματοδότηςη Το ζργο υλοποιείται ςτο πλαίςιο του Επιχειρθςιακοφ Ρρογράμματοσ «Εκπαίδευςη και Δια Βίου Μάθηςη» και ςυγχρθματοδοτείται από τθν Ευρωπαϊκι Ζνωςθ (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εκνικοφσ πόρουσ. Το ζργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα ςτο TEI Ηπείρου» ζχει χρθματοδοτιςει μόνο τθ αναδιαμόρφωςθ του εκπαιδευτικοφ υλικοφ. Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό ζχει αναπτυχκεί ςτα πλαίςια του εκπαιδευτικοφ ζργου του διδάςκοντα. 7

Ψηφιακά Κυκλώματα Τα ψθφιακά κυκλϊματα ανικουν ςε μία από τισ δφο ακόλουκεσ βαςικζσ κατθγορίεσ: ςυνδυαςτικά κυκλϊματα (combinational circuits) ακολουκιακά κυκλϊματα (sequential circuits) 8

Συνδυαςτικά Κυκλώματα ΣΚ Ζνα Συνδυαςτικό Κφκλωμα (ΣΚ) αποτελείται από: Ειςόδουσ Λογικζσ πφλεσ που ςυνδζονται μεταξφ τουσ Εξόδουσ n είζοδοι ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΥΛΕΣ m έξοδοι 9

Συνδυαςτικά Κυκλώματα Πταν ζνα ςυνδυαςτικό κφκλωμα ζχει n ειςόδουσ και m εξόδουσ, τότε για κάκε ζναν από τουσ 2 n δυνατοφσ ςυνδυαςμοφσ ειςόδων υπάρχει ζνασ και μόνον ζνασ δυνατόσ ςυνδυαςμόσ εξόδων. Κάκε χρονικι ςτιγμι, κάκε μία από τισ εξόδουσ εξαρτάται από τισ τιμζσ των ειςόδων τθν ίδια χρονικι ςτιγμι. 10

Συνδυαςτικά Κυκλώματα Τυποποιθμζνα Συνδυαςτικά κυκλϊματα Ακροιςτζσ Αφαιρζτεσ Συγκριτζσ Αποκωδικοποιθτζσ Κωδικοποιθτζσ Ρολυπλζκτεσ 11

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Το πρόβλθμα τθσ Ανάλυςθσ ενόσ Συνδυαςτικοφ Κυκλϊματοσ (ΣΚ) είναι θ περιγραφι τθσ λειτουργίασ του ΣΚ, όταν δίνεται το λογικό κφκλωμα. Η μζκοδοσ ανάλυςθσ ενόσ Συνδυαςτικοφ Κυκλϊματοσ (ΣΚ) αποτελείται από τα ακόλουκα βιματα: 12

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων 1. Κακοριςμόσ του αρικμοφ των μεταβλθτϊν ειςόδου. Για n ειςόδουσ, ζχουμε 2 n πικανοφσ ςυνδυαςμοφσ Τοποκετοφμε τουσ αντίςτοιχουσ δυαδικοφσ αρικμοφσ, ςτο αριςτερό μζροσ του πίνακα 2. Δίνουμε αυκαίρετα ονόματα ςτισ εξόδουσ των ενδιάμεςων πυλϊν. 13

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων 3. Καταςκευι του Ρίνακα Αλθκείασ του ΣΚ 4. Ρεριγραφι τθσ επικυμθτισ λειτουργίασ του ΣΚ 14

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Ραράδειγμα Ανάλυςθσ ΣΚ. Να προςδιοριςτεί θ λειτουργία του ΣΚ το λογικό κφκλωμα του οποίου παρουςιάηεται ςτο παρακάτω ςχιμα 15

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Το ΣΚ του παραδείγματοσ ζχει τρεισ ειςόδουσ A, B και C και μία ζξοδο Y. Το κφκλωμα αποτελείται από δφο πφλεσ AND δφο ειςόδων και δφο πφλεσ OR δφο ειςόδων. Ξεκινϊντασ από τισ ειςόδουσ προσ τισ εξόδουσ, το κφκλωμα χωρίηεται ςε επίπεδα πυλϊν και καταγράφονται οι ςυναρτιςεισ εξόδων των πυλϊν. 16

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Επίπεδο 1. Οι πφλεσ 1 και 2 αποτελοφν το πρϊτο επίπεδο πυλϊν. Η ζξοδοσ τθσ πφλθσ 1 είναι: Y1=B C και θ ζξοδοσ τθσ πφλθσ 2 είναι: Y2=B+C 17

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Επίπεδο 2. Η πφλθ 3 αποτελεί το δεφτερο επίπεδο και θ ζξοδόσ τθσ είναι: Y3=A Y2=A (B+C) Επίπεδο 3. Η πφλθ 4 αποτελεί το τρίτο (τελευταίο) επίπεδο και θ ζξοδόσ τθσ είναι: Y4=Y1+Y3=B C+A (B+C) 18

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Η ςυνάρτθςθ εξόδου τθσ πφλθσ 4 του τελευταίου επιπζδου είναι θ ςυνάρτθςθ εξόδου του ΣΚ: Y=Y4 Επομζνωσ, θ ςυνάρτθςθ εξόδου του ΣΚ ευρίςκεται ωσ ςυνάρτθςθ των ειςόδων του ΣΚ: Y=Y4=A (B+C)+B C 19

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Ρίνακασ Αλθκείασ του Συνδυαςτικοφ Κυκλϊματοσ A B C Y1=B C Y2=B+C Y3=A (B+C) Y=Y4=A (B+C)+B C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 20

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Από τον Ρίνακα αλθκείασ του ΣΚ, παρατθροφμε ότι: θ ζξοδοσ του ΣΚ είναι 1, όταν οι δφο από τισ τρεισ ειςόδουσ του είναι 1 ι όταν όλεσ οι είςοδοί του είναι 1 θ ζξοδοσ του ΣΚ είναι 0, όταν οι δφο από τισ τρεισ ειςόδουσ του είναι 0 ι όταν όλεσ οι είςοδοί του είναι 0 21

Ανάλυςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Συμπζραςμα: Η ζξοδοσ του ΣΚ είναι 1, όταν οι περιςςότερεσ από τισ ειςόδουσ του ΣΚ είναι 1 Η ζξοδοσ του ΣΚ είναι 0, όταν οι περιςςότερεσ από τισ ειςόδουσ του ΣΚ είναι 0 Δθλαδι το ΣΚ υλοποιεί τθ ςυνάρτηςη πλειοψηφίασ. 22

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Κακοριςμόσ του απαιτοφμενου αρικμοφ ειςόδων, εξόδων και ονομαςία αυτϊν Καταςκευι του Ρίνακα Αλθκείασ του ΣΚ Απλοποίθςθ τθσ ςυνάρτθςθσ Boole ςυναρτιςει των μεταβλθτϊν ειςόδου. Σχεδίαςθ του λογικοφ κυκλϊματοσ του ΣΚ 23

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Ραράδειγμα Σχεδίαςθσ ΣΚ. Να ςχεδιαςτεί ζνα ΣΚ που αναγνωρίηει αν ζνασ 3-bits αρικμόσ είναι μικρότεροσ από 3, χρθςιμοποιϊντασ μόνο πφλεσ NOT και πφλεσ AND και OR δφο ειςόδων. 24

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Το ΣΚ ζχει τρεισ ειςόδουσ: A, B και C Άρα ζχουμε δυαδικι αναπαράςταςθ ενόσ δεκαδικοφ αρικμοφ από το 0 ζωσ και το 7 (κυμθκείτε ότι με 3 bits μποροφμε να μετριςουμε 2 3 =8 αρικμοφσ) 25

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Μία ζξοδο Y. Η ζξοδοσ του ΣΚ είναι 1 όταν το δεκαδικό ιςοδφναμο του 3-bits δυαδικοφ αρικμοφ των ειςόδων του ΣΚ είναι μικρότερο από 3. 26

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Καταςκευι του Ρίνακα Αλθκείασ του ΣΚ Δεκαδικόσ A B C Y 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 2 0 1 0 1 3 0 1 1 0 4 1 0 0 0 5 1 0 1 0 6 1 1 0 0 7 1 1 1 0 27

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Από τον Ρίνακα Αλθκείασ του ΣΚ προκφπτει ότι θ ςυνάρτθςθ εξόδου του ΣΚ είναι Y=1 όταν A=0 και B=0 και C=0 ι A=0 και B=0 και C=1 ι A=0 και B=1 και C=0 28

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Επομζνωσ, θ ςυνάρτθςθ εξόδου του ΣΚ ευρίςκεται ωσ ςυνάρτθςθ των ειςόδων του ΣΚ: Υ = Α Β C + A B C + A B C Η ςυνάρτθςθ εξόδου του ΣΚ μπορεί να απλοποιθκεί (χρθςιμοποιϊντασ Άλγεβρα Boole ι χάρτθ Karnaugh): Υ = Α Β C + A B C + A B C=A + B C 29

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Για τθ ςχεδίαςθ του λογικοφ κυκλϊματοσ του ΣΚ Ξεκινϊντασ από τθν ζξοδο προσ τισ ειςόδουσ του κυκλϊματοσ, Σχεδιάηονται οι πφλεσ του κυκλϊματοσ λαμβάνοντασ υπόψθ τισ λογικζσ πράξεισ των ςυναρτιςεων εξόδων του ΣΚ. Το λογικό κφκλωμα χωρίηεται ςε επίπεδα που περιζχουν τισ πφλεσ. 30

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Το κφκλωμα χωρίηεται ςε τρία επίπεδα πυλϊν Επίπεδο 1: Μία πφλθ NOT που χρθςιμοποιείται για τθν εφρεςθ τθσ εξόδου A + B C του ΣΚ, αποτελεί το τελευταίο επίπεδο πυλϊν. Επίπεδο 2: Μία πφλθ OR δφο ειςόδων που χρθςιμοποιείται για τον υπολογιςμό A+B C, αποτελεί το δεφτερο επίπεδο πυλϊν. Επίπεδο 3:Μία πφλθ AND δφο ειςόδων, που χρθςιμοποιείται για τον υπολογιςμό B C, αποτελεί το πρϊτο επίπεδο πυλϊν. 31

Σχεδίαςη Συνδυαςτικών Κυκλωμάτων Το λογικό κφκλωμα του ΣΚ που αναγνωρίηει αν ζνασ 3-bits αρικμόσ είναι μικρότεροσ από 3 32

Ακολουθιακά κυκλώματα Τα ακολουκιακά κυκλϊματα αποτελοφνται από ςτοιχεία μνιμθσ και ςυνδυαςτικά κυκλϊματα (πφλεσ). Ζνα ακολουκιακό κφκλωμα κακορίηεται από μια χρονικι ακολουκία ειςόδων, εξόδων και εςωτερικϊν καταςτάςεων. Σφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα Αςφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα 33

Ακολουθιακά κυκλώματα Σχθματικό διάγραμμα ακολουκιακοφ κυκλϊματοσ Είςοδοι Συνδυαςτικι Λογικι Ζξοδοι Στοιχεία μνιμθσ 34

Σφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Σφγχρονο κφκλωμα είναι ζνα ακολουκιακό κφκλωμα, που θ ζξοδόσ του λαμβάνεται κατά τακτά χρονικά διαςτιματα ςφμφωνα με τθ λειτουργία ενόσ ωρολόγιο-παλμοφ. Οι παλμοί ρολογιοφ κακορίηουν πότε θα γίνουν αλλαγζσ ςτθν κατάςταςθ του ςυςτιματοσ, Ενϊ άλλα ςιματα κακορίηουν ποιεσ ακριβώσ αλλαγέσ θα γίνουν και πϊσ κα επθρεαςτοφν τα ςτοιχεία μνιμθσ και οι ζξοδοι από αυτζσ. 35

Σφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Σχθματικό Διάγραμμα ενόσ Σφγχρονου Ακολουκιακοφ κυκλϊματοσ με ρολόι Είςοδοι Συνδυαςτικι Λογικι Ζξοδοι Στοιχεία μνιμθσ Ραλμοί ολογιοφ 36

Σφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Διάγραμμα χρονιςμοφ των παλμϊν ρολογιοφ 37

Σφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Τα κυκλϊματα αυτά ςπάνια εμφανίηουν προβλιματα αςτάκειασ και ο χρονιςμόσ τουσ διαχωρίηεται εφκολα ςε διακριτζσ, ανεξάρτθτεσ χρονικζσ περιόδουσ, κάκε μία εκ των οποίων μπορεί να εξεταςτεί χωριςτά. Είναι δυνατι θ ςχεδίαςθ πολφπλοκων ςφγχρονων ακολουκιακϊν κυκλωμάτων. 38

Αςφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Αςφγχρονο κφκλωμα είναι ζνα ακολουκιακό κφκλωμα, που θ ζξοδοσ του λαμβάνεται ςε τυχαίεσ χρονικζσ ςτιγμζσ που κακορίηονται από τθ λειτουργία του (γενικότερου) κυκλϊματοσ. Τα ςτοιχεία μνιμθσ που χρθςιμοποιοφνται ςυνικωσ, είναι διατάξεισ οι οποίεσ προκαλοφν χρονικι κακυςτζρθςθ ςτα εμπλεκόμενα ςιματα. 39

Αςφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Η διζγερςθ γίνεται με αλλαγι τθσ κατάςταςθσ (0 1, ι 1 0) ςε κάποια είςοδο του. Στα αςφγχρονα ςυςτιματα, τα ςτοιχεία μνιμθσ αποτελοφνται από λογικζσ πφλεσ των οποίων θ κακυςτζρθςθ διάδοςθσ παρζχει τθν απαιτοφμενθ αποκικευςθ πλθροφοριϊν. Ενα αςφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα μπορεί να κεωρθκεί ςυνδυαςτικό κφκλωμα με ανάδραςθ. 40

Αςφγχρονο ακολουθιακό κφκλωμα Λόγω τθσ φπαρξθσ βρόχων ανάδραςθσ μεταξφ των πυλϊν, ζνα αςφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα μπορεί να γίνει αςτακζσ. Το πρόβλθμα τθσ πικανισ αςτάκειασ αυτϊν των κυκλωμάτων προκαλεί δυςκολίεσ ςτουσ ςχεδιαςτζσ ψθφιακϊν ςυςτθμάτων. 41

Ακολουθιακά κυκλώματα Ο μανδαλωτήσ είναι ζνα αςφγχρονο κφκλωμα και υλοποιείται με δφο πφλεσ NAND ι NOR και κατάλλθλθ αναςφηευξθ. Η ζξοδόσ του μπορεί να λάβει δφο καταςτάςεισ (0 ι 1) και μπορεί να αποκθκεφςει 1Bit δεδομζνα. 42

Ακολουθιακά κυκλώματα Το FLIP-FLOP (F-F) είναι ζνα ςφγχρονο ακολουκιακό κφκλωμα, που οι ζξοδοι του λαμβάνονται ςυγχρονιςμζνα με τουσ παλμοφσ ρολογιοφ (clock). Χρθςιμοποιείται ςαν κφτταρο μνιμθσ (ςτοιχείο αποκικευςθσ) του 1bit. Η ζξοδόσ του μπορεί να λάβει δφο καταςτάςεισ (0 ι 1). 43

Ακολουθιακά κυκλώματα Καταχωρητήσ είναι ζνα κφκλωμα για τθν αποκικευςθ πλθροφοριϊν. Αποτελείται από n-flip-flops που το κακζνα αποκθκεφει 1bit τθσ πλθροφορίασ. Επίςθσ μπορεί να ζχει ςυνδυαςτικζσ πφλεσ, οι οποίεσ εκτελοφν οριςμζνεσ λειτουργίεσ επεξεργαςίασ δεδομζνων. 44

Ακολουθιακά κυκλώματα Ένασ μετρητήσ (counter) είναι ουςιαςτικά ζνασ καταχωρθτισ, το περιεχόμενο του οποίου μεταβάλλεται ςφμφωνα με μία προδιαγεγραμμζνθ ςειρά. Οι πφλεσ του μετρθτι είναι ςυνδεδεμζνεσ με τρόπο ϊςτε να παράγουν τθν επικυμθτι ακολουκία δυαδικϊν καταςτάςεων. 45

Άςκηςη 1 Σχεδιάςτε ζνα ςυνδυαςτικό κφκλωμα με τρεισ ειςόδουσ και μια ζξοδο, με τρόπο ϊςτε: i. Η ζξοδοσ να είναι 1 όταν ο ςυνδυαςμόσ των δυαδικϊν τιμϊν των ειςόδων, εάν τισ δοφμε ωσ μια δυαδικι λζξθ, είναι μικρότεροσ από 3 διαφορετικά, θ ζξοδοσ να είναι 0. ii. Η ζξοδοσ να είναι 1 όταν ο ςυνδυαςμόσ των δυαδικϊν τιμϊν των ειςόδων, εάν τισ δοφμε ωσ μια δυαδικι λζξθ, είναι άρτιοσ αρικμόσ. 46

Άςκηςη 2 Σχεδιάςτε ζνα ςυνδυαςτικό κφκλωμα με 3 ειςόδουσ x, y και z, και 3 εξόδουσ Α, Β και C. Πταν θ δυαδικι είςοδοσ είναι 0,1,2,ι 3, θ δυαδικι ζξοδοσ πρζπει να είναι μεγαλφτερθ κατά 1 από τθν είςοδο. Πταν θ δυαδικι είςοδοσ είναι 4, 5, 6, ι 7, θ δυαδικι ζξοδοσ πρζπει να είναι κατά 2 μικρότερθ από τθν είςοδο. 47

Βιβλιογραφία Morris M., Ciletti M. (1984). Ψθφιακι Σχεδίαςθ Με ειςαγωγι ςτθ Verilog HDL. Ζκδοςθ 5 θ (2014) Εκδόςεισ Ραπαςωτθρίου. Ciletti, M.D. 1999. Modeling, Synthesis, and Rapid Prototyping with Verilog HDL. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. Roth, C.H. 2009. Fundamentals of Logic Design,6 th ed, St. Paul, MN: Brooks/Cole. Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ, Εργαςτθριακζσ αςκιςεισ Τει Ηπείρου. 48

Σθμείωμα Αναφοράσ Copyright Τεχνολογικό Ίδρυμα Ηπείρου. Φϊτιοσ Βαρτηιϊτθσ. Ψθφιακά Ηλεκτρονικά. Ζκδοςθ: 1.0 Άρτα, 2015. Διακζςιμο από τθ δικτυακι διεφκυνςθ: http://eclass.teiep.gr/courses/comp117/ Ειςαγωγή, Ενότθτα 1, Τμιμα Μθχανικϊν Ρλθροφορικισ Τ.Ε., ΤΕΙ ΗΡΕΙΟΥ - Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα 49

Σθμείωμα Αδειοδότθςθσ Το παρόν υλικό διατίκεται με τουσ όρουσ τθσ άδειασ χριςθσ Creative Commons Αναφορά Δθμιουργοφ-Μθ Εμπορικι Χριςθ-Πχι Ραράγωγα Ζργα 4.0 Διεκνζσ [1] ι μεταγενζςτερθ. Εξαιροφνται τα αυτοτελι ζργα τρίτων π.χ. φωτογραφίεσ, Διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριζχονται ςε αυτό και τα οποία αναφζρονται μαηί με τουσ όρουσ χριςθσ τουσ ςτο «Σθμείωμα Χριςθσ Ζργων Τρίτων». Ο δικαιοφχοσ μπορεί να παρζχει ςτον αδειοδόχο ξεχωριςτι άδεια να χρθςιμοποιεί το ζργο για εμπορικι χριςθ, εφόςον αυτό του ηθτθκεί. [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el 50

Τζλοσ Ενότητασ Επεξεργαςία: Κολοβοφ Ξανθή Άρτα, 2015 51

Διατιρθςθ Σθμειωμάτων Οποιαδιποτε αναπαραγωγι ι διαςκευι του υλικοφ κα πρζπει να ςυμπεριλαμβάνει: το Σθμείωμα Αναφοράσ το Σθμείωμα Αδειοδότθςθσ τθ Διλωςθ Διατιρθςθσ Σθμειωμάτων το Σθμείωμα Χριςθσ Ζργων Τρίτων (εφόςον υπάρχει) μαηί με τουσ ςυνοδευόμενουσ υπερςυνδζςμουσ. Ειςαγωγή, Ενότθτα 1, Τμιμα Μθχανικϊν Ρλθροφορικισ Τ.Ε., ΤΕΙ ΗΡΕΙΟΥ - Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα 52

Τζλοσ Ενότθτασ Ειςαγωγι 53