RO 2017-5.ppt [Kompatibilitätsmodus] · © IKS 2017 H.-D. Wuttke, K. Henke 09.11.2017 2...
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Rechnerorganisation – 5. Vorlesung
• Mathematische Grundlagen (1)Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3)Kombinatorische Schaltungen (4,5)Automaten (6,7)Sequentielle Schaltungen (8)Programmierbare Strukturen (9) Rechneraufbau und ~funktion (10,11)Informationskodierung (12,13,14)
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Bonusklausur am 30.11.2017• Spielregeln:• Bis zu 10% Bonus zum Ergebnis der Prüfung addiert
• z.B. 50 Punkte Prüfung = 100%
=> 10% Bonus = 5 Prüfungspunkte
• nicht da > kein Nachholen > kein Bonus
> kein Problem, da > keine Prüfungsvoraussetzung
• Wiederholer starten neu, d.h. neue Boni, neue Prüfung
• Inhalt:o Zahlensysteme
o Boolesche Algebra (Kürzen, Erweitern, Karnaugh)
o Kombinatorische Schaltungen
(Wertetabelle <> Ausdruck <> Schaltung)
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Selbststudiumhttps://x105.theoinf.tu-ilmenau.de/moodleIKS/Schlüssel: *IKS2017#
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Weitere Darstellungen, (nur für DNF)
Karnaugh-Veith-Diagramme
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Rechnerorganisation – 5. Vorlesung
3. Struktur digitaler Schaltungen: …kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen,
komplexes Beispiel:Analyse, Minimierung, NAND-Synthese
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kombinatorische Strukturen
• Torschaltung
i: Information (0 bzw. 1)s: Steuerbit 0: Tor geschlossen
1: Tor offen, a=ia: Ausgangsinformation, gültig für s=1
Anmerkung: normales AND-Gatter, spezielle Interpretation der Funktion
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X1=[0,...,0,0,1]X0=[0,...,0,0,0]
Dekoder
• Ein Tor i für je eine Elementarkonjunktion k1=> für jede Eingangsbelegung öffnet sich genau ein Tor,
Kode X1=[0,...,0,0,1]am Eingang wird dekodiert => Dekoder
• Kode=Eingangsbelegung X
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• Dekoder+ ODER = ?
kombinatorische Strukturen
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• Dekoder+ ODER = ?
kombinatorische Strukturen
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• Dekoder+ ODER + zusätzliche
Signal-Eingänge k(Xi)= Multiplexer
kombinatorische Strukturen
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• Dekoder+ ODER + zusätzliche
Signal-Eingänge k(Xi)= MultiplexerSchaltzeichen
A: Adresse, D: Daten CS: Chip Select
kombinatorische Strukturen
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• Ursprüngliche Verwendung: Vermittlungstechnik• mehrere Teilnehmer nutzen eine Leitung• Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 2 [1,0]
verbunden
Multiplexer Demultiplexer
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• Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 1 [0,1]
Multiplexer Demultiplexer
0 1
[0,...,1][0,...,0]
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Demultiplexer
• Dekoder+ Programmiereingang p
• Schaltzeichen– D: Daten (1)– A: Adressen (n)– CS: Chip Select (1)
DX
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Rechnerorganisation – 5. Vorlesung
3. Struktur digitaler Schaltungen: …kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen,
komplexes Beispiel:Analyse, Minimierung, NAND-Synthese
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Programmierbarer Datenspeicher ROM
PROM-Chip TBP18SA030N von Texas Instruments
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Programmierbarer Datenspeicher ROM
4Mbit SRAM-Speicher AS7C34096A, Alliance Memory
4Mbit SRAM-Speicher AS7C34096A
512K x 8
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Adresse 5: [101] <5>: Inhalt von Adresse 5: [1010]
Programmierbarer Datenspeicher ROM
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1 1 0 0
1 1 1 1
0
Programmierung
1
Programmierung
Programmierbarer Datenspeicher ROM
• Dekoder + programmierbare Matrix
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Dekoder + programmierbare Matrix
Programmierbarer Datenspeicher ROM
1 1 1 1
1 1 0 0
X0=[0,...,0,0] (X0)=Y12 [1 1 0 0]X1=[0,...,0,1] (X1)=Y15 [1 1 1 1]
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Dekoder + programmierbare Matrix
Programmierbarer Datenspeicher ROM
1 1 1 1
1 1 0 0
Problem bei praktischer Realisierung der Matrix:
Alle auf „1“ programmierten Ausgänge sind verbunden!! Als Struktur verboten!!
je Ausgang y und je Adresse 1 separate Leitung
Verknüpft über ein ODER-Gatter
ODER-Matrix
3
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Dekoder + progr. ODER-Matrix = ROM
kombinatorische Strukturen
1
1
.... 0
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Programmierbarer Datenspeicher ROM
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Programmierbarer Datenspeicher ROM
• Vereinfachte Darstellung
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Programable Logic Array (PLA)
• Vereinfachte Darstellung
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Programmable Array Logic (PAL/GAL)
• Vereinfachte Darstellung
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Programmable Array Logic (PAL/GAL)
x1
x2
y
Fuses
AND
AND
OR
www.wikipedia.org
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Vorbereitung Bonusklausur:
• Gegeben
• I1={3,4,6,7,9,12,14}
• Gesucht:
• Minimierung, Realisierung als KNF, DNF und NAND
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Buch: „Schaltsysteme“, S146, Aufgabe 3.15