2. Circuite logice 2.4. Decodoare. Multiplexoare. Copyright Paul GASNER

Σχετικά έγγραφα
5.4. MULTIPLEXOARE A 0 A 1 A 2


Arhitectura Calculatoarelor. Fizică - Informatică an II. 2. Circuite logice. Copyright Paul GASNER 1

2. Circuite logice 2.2. Diagrame Karnaugh. Copyright Paul GASNER 1

2. Circuite logice 2.5. Sumatoare şi multiplicatoare. Copyright Paul GASNER

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Codificatorul SN74148 este un codificator zecimal-bcd de trei biţi (fig ). Figura Codificatorul integrat SN74148

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Cursul nr. 6. C6.1 Multiplexorul / Selectorul de date

CIRCUITE COMBINAŢIONALE UZUALE

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Integrala nedefinită (primitive)

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Curs 4 Serii de numere reale

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Circuite logice programabile

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

CIRCUITE LOGICE CU TB

riptografie şi Securitate

MARCAREA REZISTOARELOR

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

2.2. ELEMENTE DE LOGICA CIRCUITELOR NUMERICE

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate


Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

2. Circuite logice Memorii. Copyright Paul GASNER

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Curs 1 Şiruri de numere reale

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

V O. = v I v stabilizator

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Fig Impedanţa condensatoarelor electrolitice SMD cu Al cu electrolit semiuscat în funcţie de frecvenţă [36].

3.4. Minimizarea funcţiilor booleene

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Ecuatii exponentiale. Ecuatia ce contine variabila necunoscuta la exponentul puterii se numeste ecuatie exponentiala. a x = b, (1)

Criptosisteme cu cheie publică III

3.4. Minimizarea funcţiilor booleene

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

Subiecte Clasa a VII-a

CAPITOLUL 5. CIRCUITE LOGICE COMBINAŢIONALE

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

ANEXA 4. OPERAŢII ARITMETICE IMPLEMENTĂRI

Erori si incertitudini de măsurare. Modele matematice Instrument: proiectare, fabricaţie, Interacţiune măsurand instrument:


Electronică anul II PROBLEME


Ecuatii trigonometrice

Valori limită privind SO2, NOx şi emisiile de praf rezultate din operarea LPC în funcţie de diferite tipuri de combustibili

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

CIRCUITE INTEGRATE DIGITALE

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

Subiecte Clasa a VIII-a

6.4. REGISTRE. Un registru care îndeplineşte două sau mai multe funcţii din cele 4 prezentate mai sus se numeşte registru universal.

Cap.3 CLASE DE CIRCUITE LOGICE COMBINAŢIONALE

Aparate de măsurat. Măsurări electronice Rezumatul cursului 2. MEE - prof. dr. ing. Ioan D. Oltean 1

ELECTRONICĂ DIGITALĂ

Circuite cu tranzistoare. 1. Inversorul CMOS

4.2. CIRCUITE LOGICE ÎN TEHNOLOGIE INTEGRATĂ

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

4. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor electrici. Voltmetre electronice analogice

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Examen AG. Student:... Grupa:... ianuarie 2011

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Examen AG. Student:... Grupa: ianuarie 2016

Transformări de frecvenţă

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

Circuite electrice in regim permanent

COMPARATOARE DE TENSIUNE CU AO FĂRĂ REACŢIE

Capitolul ASAMBLAREA LAGĂRELOR LECŢIA 25

Detalii privind circuitele FPGA (Field Programmable Gate Array).

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

III. Reprezentarea informaţiei în sistemele de calcul

Analiza bivariata a datelor

z a + c 0 + c 1 (z a)

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Metode Runge-Kutta. 18 ianuarie Probleme scalare, pas constant. Dorim să aproximăm soluţia problemei Cauchy

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

Lucrarea Nr. 5 Circuite simple cu diode (Aplicaţii)

Control confort. Variator de tensiune cu impuls Reglarea sarcinilor prin ap sare, W/VA

Transcript:

2. Circuite logice 2.4. Decodoare. Multiplexoare Copyright Paul GASNER

Definiţii Un decodor pe n bits are n intrări şi 2 n ieşiri; cele n intrări reprezintă un număr binar care determină în mod unic care dintre cele 2 n ieşiri este adevărată Un decodor pe 2 bits operează după tabela de adevăr: S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 Copyright Paul GASNER 2

Proiectare decodorului pe 2 bits Pornind de la tabela de adevăr, simplificarea constă în patru ecuaţii iar circuitul decurge direct S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 Q0 = S1 S0 Q1 = S1 S0 Q2 = S1 S0 Q3 = S1 S0 Copyright Paul GASNER 3

Activarea decodorului Multe dispozitive au o intrare de activare, care permit sau nu funcţionarea adecvată a dispozitivului Pentru decodor: EN=1 activează decodorul, acesta funcţionând în maniera prezentată mai sus, adică doar o singură ieşire ia valoarea 1 EN=0 dezactivează decodorul; prin convenţie, toate ieşirile au valoarea 0 EN S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 sau EN S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 x x 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 Copyright Paul GASNER 4

Notaţii Decodoarele sunt notate prin blocuri funcţionale Diagrama pentru decodorul pe 2 bits este Q0 = S1 S0 Q1 = S1 S0 Q2 = S1 S0 Q3 = S1 S0 Nu contează ordinea intrărilor sau ieşirilor, ci notaţiile acestora Nu este necesară cunoaşterea structurii interne, ci tabela de adevăr sau ecuaţiile Schema circuitelor hardware se simplifică Copyright Paul GASNER 5

Decodor pe 3 bits Q0 = S2 S1 S0 Q1 = S2 S1 S0 Q2 = S2 S1 S0 Q3 = S2 S1 S0 Q4 = S2 S1 S0 Q5 = S2 S1 S0 Q6 = S2 S1 S0 Q7 = S2 S1 S0 S2 S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 Copyright Paul GASNER 6

Aplicaţii ale decodoarelor Decodoarele sunt numite şi generatoare de mintermeni pentru fiecare combinaţie de intrări, doar o singură ieşire este adevărată fiecare ecuaţie la ieşire prezintă toate variabilele S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 Q0 = S1 S0 Q1 = S1 S0 Q2 = S1 S0 Q3 = S1 S0 Orice funcţie poate fi implementată cu decodoare (dacă funcţia este deja scrisă ca sumă de mintermeni, implementarea cu decodoare este imediată) Copyright Paul GASNER 7

Exemplu: adunarea Să se proiecteze un circuit care să efectueze adunarea a trei numere de 1 bit Sunt necesari 2 bits pentru a reprezenta suma: C şi S ( carry şi sum ) C şi S vor fi două funcţii diferite cu variabilele X,Y şi Z 0 + 1 + 1 = 10 X Y Z C S 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 C(X,Y,Z) = Σm(3,5,6,7) 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 S(X,Y,Z) = Σm(1,2,4,7) 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 + 1 + 1 = 11 Copyright Paul GASNER 8

Sumator cu două decodoare... +5V semnifică activarea decodorului C(X,Y,Z) = Σm(3,5,6,7) S(X,Y,Z) = Σm(1,2,4,7) Copyright Paul GASNER 9

...sau cu un decodor C(X,Y,Z) = Σm(3,5,6,7) S(X,Y,Z) = Σm(1,2,4,7) Copyright Paul GASNER 10

Construcţia decodorului pe 3 bits Un decodor pe 3 bits se poate realiza pe baza tabelei de adevăr din decodoare pe 2 bits Din tabelă se poate observa că când S2=0, ieşirile Q0-Q3 arată ca la un decodor pe 2 bits când S2=1, ieşirile Q4-Q7 arată ca la un decodor pe 2 bits S2 S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 Q0 = S2 S1 S0 = m 0 Q1 = S2 S1 S0 = m 1 Q2 = S2 S1 S0 = m 2 Q3 = S2 S1 S0 = m 3 Q4 = S2 S1 S0 = m 4 Q5 = S2 S1 S0 = m 5 Q6 = S2 S1 S0 = m 6 Q7 = S2 S1 S0 = m 7 Copyright Paul GASNER 11

Construcţie modulară S2 S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 Copyright Paul GASNER 12

Tipuri de decodoare Decodor activ-sus (active-high) EN S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 x x 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 Decodor activ-jos (active-low) este un decodor activsus la care portul de activare şi ieşirile sunt inversate EN S1 S0 Q0 Q1 Q2 Q3 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 x x 1 1 1 1 Copyright Paul GASNER 13

Tipuri de decodoare. Utilizări Decodorul activ-sus generează mintermeni Q3 = S1 S0 Q2 = S1 S0 Q1 = S1 S0 Q0 = S1 S0 Decodorul activ-jos generează maxtermeni Q3 = (S1 S0) = S1 + S0 Q2 = (S1 S0 ) = S1 + S0 Q1 = (S1 S0) = S1 + S0 Q0 = (S1 S0 ) = S1 + S0 Copyright Paul GASNER 14

Decodorul activ-jos Orice funcţie poate fi implementată cu ajutorul decodoarelor active-jos ca produs de maxtermeni Copyright Paul GASNER 15

Decodorul. Concluzii Decodorul pe n bits generează mintermenii (sau maxtermenii) unei fucţii cu n variabile Una dintre utilizările decodorului este implementarea oricărei funcţii Decodoarele cu număr mare de intrări se pot obţine din decodoare mai mici Copyright Paul GASNER 16

Multiplexoare Multiplexoarele (mux) permit unei intrări să ajungă la ieşire conform unor semnale de control Un multiplexor pe 2 n -to-1 (2 n x1) transmite una dintre cele 2 n intrări la unica ieşire: inputs: 2 n intrări de date n intrări de comandă (select) o singură ieşire de 1 bit Q = S D0 + S D1 Bitul de control S selectează care dintre cele două intrări D0 şi D1 ajunge la ieşire dacă S=0 atunci Q=D0 dacă S=1 atunci Q=D1 Copyright Paul GASNER 17

Tabele de adevăr Tabela de adevăr a unui multiplexor are dimensiuni foarte mari, de aceea se impun anumite simplificări S D1 D0 Q 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Q = S D0 + S D1 Variabilele apar în coloana de ieşire S Q 0 D0 1 D1 Copyright Paul GASNER 18

Multiplexor 4-to-1 (4x1) EN S1 S0 Q 0 0 0 D0 0 0 1 D1 0 1 0 D2 0 1 1 D3 1 x x 1 Q = S1 S0 D0 + S1 S0 D1 + S1 S0 D2 + S1 S0 D3 Multiplexoarele au un port enable asemănător decodoarelor De obicei, portul de activare este active-low şi pentru EN'=1, toate ieşirile multiplexorului sunt 1 Copyright Paul GASNER 19

Implementarea funcţiilor cu mux... O funcţie cu n variabile poate fi implementată cu ajutorul unui multiplexor nx1: pentru mintermenul m i, intrarea Di este conectată la 1; fiecărei date de intrare îi corespunde o linie în tabela de adevăr variabilele funcţiei se conectează la intrările de selecţie ale multiplexorului x y z f 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 f(x,y,z) = Σm(1,2,6,7) Copyright Paul GASNER 20

...sau, mai eficient Funcţia f(x,y,z) = Σm(1,2,6,7) poate fi implementată cu un mux 4x1 în locul unui mux 8x1: 1. se construieşte tabela e adevăr şi se grupează liniile în perechi x şi y sunt aceeaşi şi funcţia va depinde doar de z pentu xy=00, f=z pentru xy=01, f=z pentru xy=10, f=0 pentru xy=11, f=1 2. primele două variabile se conectează la intrările de selecţie 3. seconectează intrările multiplexorului conform relaţiilor de mai sus pentru f(z) x y z f 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Copyright Paul GASNER 21

Exemplu: sumator Se implementează pentru început funcţia carry de la adunare C(X,Y,Z) cu multiplexoare Este necesar un mux 4x1 (trei variabile) De obicei primele două variabile se conectează la intrările select X Y Z C 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 pentru S1=X şi S0=Y se obţine Q=X Y D0 + X YD1 + XY D2 + XYD3 Copyright Paul GASNER 22

Funcţia carry Fixând X şi Z, funcţia C(X,Y,Z) va depinde doar de Z X Y Z C 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 pentru XY=00, C=0 pentru XY=01, C=Z pentru XY=10, C=Z pentru XY=11, C=1 C = X Y D0 + X Y D1 + X Y D2 + X Y D3 = X Y 0 + X Y Z + X Y Z + X Y 1 = X Y Z + X Y Z + XY = Σm(3,5,6,7) Copyright Paul GASNER 23

Sumator cu multiplexor dual Funcţia sumă trebuie privită în acest caz ca având o singură ieşire pe 2 bits şi nu ca două funcţii separate Un mux dual 4-to-1 se notează mux 4x2 Copyright Paul GASNER 24

Multiplexorul dual 4x2 Ca şi la mux 4x1, S1-S0 sunt utilizate pentru formarea perechilor intrărilor: 2D3 1D3, când S1 S0 = 11 2D2 1D2, când S1 S0 = 10 2D1 1D1, când S1 S0 = 01 2D0 1D0, când S1 S0 = 00 Copyright Paul GASNER 25

Multiplexorul. Concluzii Multiplexorul trimite la ieşire intrarea selectată Ca şi decodorul serveşte la implementarea funcţiilor booleene Multiplexoarele pot fi combinate pentru a obţine multiplexoare de dimensiuni mai mari Copyright Paul GASNER 26