circuitos combinatÓrios de um computadoradao/circuitos combinacionais_2018_p2.pdf · – iremos...
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1
CIRCUITOS COMBINATÓRIOS DE UM COMPUTADOR
Adão de Melo Neto
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2
Executar programas armazenados na memória
Armazena programas a serem executados pelo
processador
UNIDADE LÓGICA ARITMÉTICAExecutar operações lógicas e aritméticasRequeridas pelas instruções lidas da Memória principal
FUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADORFUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADOR
UNIDADE DE CONTROLEControlar o funcionamento do computador,Ou seja, controlar para que o processador Execute a sua função que foi descrita.
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3
FUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADORFUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADOR
Os circuitos combinatórios circuitos combinatórios tem como finalidade implementar as atividades de uma Unidade Lógica Aritmética Unidade Lógica Aritmética e algumas funções da Unidade de ControleUnidade de Controle.
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4
Circuitos Combinatórios Circuitos Combinatórios
– São circuitos digitais* circuitos digitais* cuja saída depende apenas de uma combinação de entradas.
– Iremos verificar o funcionamento de alguns circuitos combinatórios que são utilizados na implementação da ULA e unidade de controle da UCP.
– *Circuitos Digitais• São circuitos constituídos por portas que admitem uma ou várias
entradas, cada uma delas podendo assumir o valor 0 ou 1.
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5
Circuitos Combinatórios
SOMADOR DE 01 BIT MULTIPLEXADOR (MUX) DEMULTIPLEXADOR (DEMUX) COMPARADOR SHIFTER (deslocador) SOMADOR COMPLETO de 04 BITS SOMADOR/SUBTRADOR de 04 BITS MULTIPLICADOR de 02 BITS
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SOMADOR COMPLETO (FULL ADDER) DE 01 BIT
Como o circuito é obtido ?
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7
SOMADOR– Soma dois valores– Você sabe construir um somador de dois bits A e B ?
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0 ( e vai 1)
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SOMADOR COMPLETO DE 01 BIT
11 0 1 0
11 101 111 000
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X Y /X.Y X./Y /X.Y+X./Y XY
0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1
1 0 0 1 1 1
1 1 0 0 0 0
X Y /X./Y X.Y /X./Y+X.Y /(XY)
0 0 1 0 1 1
0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
1 1 0 1 1 1
IGUALDADES
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OBTENÇÃO DO COUT(VAI UM DE SAÍDA)
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A B Cin AB (A+B) (A+B).Cin (AB) (AB).Cin (A+B).Cin + A.B(A+B).Cin + A.B (A(AB).Cin+ A.BB).Cin+ A.B
0 0 0 0 0 0 0 0 00 00
0 0 1 0 0 0 0 0 00 00
0 1 0 0 1 0 1 0 00 00
0 1 1 0 1 1 1 1 11 11
1 0 0 0 1 0 1 0 00 00
1 0 1 0 1 1 1 1 11 11
1 1 0 1 1 0 0 0 11 11
1 1 1 1 1 1 0 0 11 11
IGUALDADES
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SOMADOR COMPLETO DE 01 BIT
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14
01
0
1
1
0
1
1
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15
SOMADOR
1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
0 0
VAI UM (entrada)
VAI UM (saída)
A
B
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16
11
1
0
1
1
0
1
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SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS
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18
SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS
FULL ADDER (FAD)
B A
S
CARRY OUT
CARRY OUT
CARRY IN
CARRY IN
S
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SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS
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SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS
BA
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SOMADOR/SUBTRATOR DE 4 BITS
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SOMADOR/SUBTRATOR 4 BITS
POSSO OBTER A – B UTILIZANDO A ARITMÉTICA EM COMPLEMENTO DE 2
- B = /B + 1 e PORTANTO A – B = A+ (-B) = A+(/B +1)
EXEMPLOEXEMPLO: A = 64 e B = 120 => A-B = -56 A = 64 => 01000000 B = 120 => 01111000-B = /B + 1 = 10000111 + 1 = 10001000 (-128 + 1 =-120) A-B = A+(/B +1) = = 01000000 10001000 11001000 (-128+64+8 = -56)
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SOMADOR/SUBTRATOR 4 BITS
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SOMADOR/SUBTRATOR 4 BITS
Sel2 = 1 → inverte BSel1 = 1 → soma + 1
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MULTIPLEXADOR Seleciona como saída S uma das entradas
Di com base em entradas de controle
26
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MULTIPLEXADOR com 04 entradas
27
MULTIPLEXADOR
D0D1D2D3
S
Controle (A e B)
A B S
0 0 D0
0 1 D1
1 0 D2
1 1 D3
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28
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29
0 0
11D0
10D1
01D2
00D3
D0000
S = D0 + 0 + 0 + 0S = D0
S
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30
0 1
10D0
11D1
00D2
01D3
0D100
S = 0 +D1 + 0 + 0S = D1
S
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31
1 0
01D0
00D1
11D2
10D3
00D20
S = 0 + 0 + 0 + D2S = D2
S
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32
1 1
00D0
01D1
10D2
11D3
000D3
S = 0 + 0 + 0 + D3S = D3
S
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33
A B DO D1 D2 D3 S (saída)
0 0 0 X X X 0
0 0 1 X X X 1
0 1 X 0 X X 0
0 1 X 1 X X 1
1 0 X X 0 X 0
1 0 X X 1 X 1
1 1 X X X 0 0
1 1 X X X 1 1
PROVA
entradas
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DEMULTIPLEXADORPermite habilitar uma das saídas habilitadoras Di com base em sinais de controle
34
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DEMULTIPLEXADOR– Permite habilitar uma das saídas habilitadoras Di com base
em sinais de controle
35
A B D0 D1 D2 D3
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1
entradas
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Circuito demultiplexador com 4 entradas.
36
0 0
11
10
01
00
1
0
0
0
A B D0 D1 D2 D3
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1
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Circuito demultiplexador com 4 entradas.
37
1 1
00
01
10
11
0
0
0
1
A B D0 D1 D2 D3
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1
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38
COMPARADOR– Compara duas palavras de entrada (por exemplo,
verificando se são iguais)– Exemplo 1:
• A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1110
A = 1110B = 1110
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39
COMPARADOR– Compara duas palavras de entrada (por exemplo,
verificando se são iguais)– Exemplo 1:
• A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1100
A = 1110B = 1100
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40
Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits.
00
11
01
11
00
11
11
00
A = 01010110B = 01110110
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41
Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits.
A = 01010110B = 01110110
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0 São diferentes
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42
SHIFTER (DESLOCADOR)– Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1)
– D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010
– S = = 11010100
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43
SHIFTER (DESLOCADOR)– Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1)
– D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010
– S = = 00110101
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44
SHIFTERS (DESLOCADORES)
– D
• 01101010 (10610)
– Deslocar para esquerda (multiplicar por 2)
• 11010100 (21210)
– Deslocar para direita (dividir por 2)
• 00110101 ( 5310)
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MULTIPLICADOR DE 2 BITS
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MULTIPLICADOR DE 2 BITS
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MULTIPLICADOR DE 2 BITS 1 1 1 0
0 0 0 1 11 0 1 1
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AB