circuitos somador
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Portas lgicas e circuitos digitais
Sistemas da ComputaoProf. Rossano Pablo Pinto, Msc. rossano at gmail com 2 semestre 2007
Tpicos
Portas Circuito somador Circuito subtrator flip-flops (registradores) ULA de 1 bit Memria
Portas Lgicas Bsicas
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Portas Lgicas
Caractersticas
As estradas no esto limitadas a 2. Podem ter quantas entradas forem necessrias. A sada sempre nica1 2 3
.... nCopyleft Rossano Pablo Pinto 4
Portas Lgicas
Caractersticas
Os circuitos podem ser construdos pela combinao das portas lgicas Qualquer expresso booleana pode ser representada pela combinao de portas lgicas
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Portas Lgicas
Equivalncia de circuitos
Um mesmo circuito pode ser construdo a partir de combinaes de portas diferentes
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Portas Lgicas
(a) NOT (b) AND (c) OR construdo a partir de portas NAND ou NOR
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Portas Lgicas
2 funes equivalentes: (a) AB + AC (b) A(B+C)
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Portas Lgicas
Smbolos alternativos: (a) NAND, (b) NOR, (c) AND, (d) OR.
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Portas Lgicas
Porta XOR (ou exclusivo) 3 circuitos diferentes p/ calcular um XOR
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Circuitos Integrados
As portas no so vendidas individualmente, mas em unidades chamadas Circuitos Integrados:
SSI (Small Scale Integrated): 1 10 portas MSI (Medium Scale Integrated): 10 100 portas LSI (Large Scale Integrated): 100 100.000 portas VLSI (Very Large Scale Integrated): > 100.000 portasCopyleft Rossano Pablo Pinto 11
Circuitos Integrados
Chip SSI com 4 portas
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Circuitos Combinatrios
Multiplexador: seleciona uma das vrias entradas e gera a sada Demultiplexador: seleciona uma dentre vrias sadas
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Circuitos Combinatrios
Exemplo de multiplexador com 8 entradas e uma sada
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Circuitos Combinatrios
Decodificador: nmero de nbits na entrada seleciona uma das 2n linhas de sada
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Circuitos Combinatrios
Comparador: compara 2 palavras de entrada. Ex. verifica se so iguais
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Circuitos Aritmticos
Shifters: desloca os bits para esquerda ou direita
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Circuitos Aritmticos
Somadores: soma 2 valores
Voc saberia fazer um somador que possui como entrada o bit A e o bit B?
0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=?
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Circuitos Aritmticos
Somadores: meio somador
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Circuitos Aritmticos
Somadores: somador completo
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Circuitos Aritmticos
Unidade Lgica e Aritmtica
opera AND, OR, NOT e soma de 2 palavras de mquina. No exemplo a seguir:
00 -> A AND B 01 -> A OR B 10 -> NOT B 11 -> SOMA A e B
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Circuitos Aritmticos
ULA de 1 bit
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Circuitos Aritmticos
8 ULAs de 1 bit conectadas p/ formar 1 ULA de 8 bits:
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Memria
Componente essencial de todo computador Sem memria, no existiriam computadores da forma que conhecemos Armazena tanto dados quanto instrues Memrias podem ser construdas a partir de portas NOR e NAND.
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Memria
Latches
(a) Latch NOR no estado 0. (b) Latch NOR no estado 1. (c ) Tabela verdade p/ porta NOR.Copyleft Rossano Pablo Pinto 25
Memria
Latches: Diferena IMPORTANTE
Diferentemente de um circuito combinatrio, as sadas do latch no so determindas unicamente pelas suas entradas !!!! O circuito leva em conta uma entrada ANTERIOR. O circuito LEMBRA de sua entrada anterior. Com este circuito possvel construir memrias de computadores.Copyleft Rossano Pablo Pinto 26
Memria
Latches SR com clock
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Memria
Latches D com clock. Motivao: evitar a entrada S=R=1. Pois no-determinstica.
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Memria
Flip-flop: igual a latch s que edgetriggered ao invs de level-triggered.
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Memria
Prefixos mtricos
mili (m) = 10-3 micro () = 10-6 nano (n) = 10-9 pico (p) = 10-12
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Memria
Registradores
So formados por vrios flip-flops. Ex.:
registradores de 8 bits so formados por 8 flipflops 16 bits -> 16 flip-flops 32 bits -> 32 flip-flops n bits -> n flip-flops
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Memria
RAM Random Access Memory Memria de Acesso Aleatrio
Podem ser escritas e lidas vrias vezes Este nome o oposto de Memria de Acesso Seqencial de fitas magnticas Duas variedades: SRAM (Static RAM) e DRAM (Dynamic RAM)
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Memria
RAM: SRAM
Construda com flip-flops D Mantm seu contedo enquanto houver alimentao de energia So muito rpidas: acesso em nano segundos (10-9 segundos) Utilizadas para construir memrias cache nvel 2
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Memria
RAM: DRAM
Construda a partir de array de clulas. Cada clula composta por 1 transistor e um capacitor Necessita de ciclos de atualizao(refresh) p/ manter dado a cada x mili-segundos Velocidade na casa dos 60 nano segundos (mais antigas) 5 nano segundos (DDR) Utilizadas para construir memrias volteis do sistema (RAM)Copyleft Rossano Pablo Pinto 34
Memria
RAM: DRAM: tipos assncronos
linhas de endereo e dados no so sincronizados por um nico clock FPM (Fast Page Mode) EDO (Extended Data Output)
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Memria
RAM: DRAM: tipos sncronos
linhas de endereo e dados so sincronizados por um nico clock SDRAM
SDR SDRAM (Single-Data-Rate Synchronous DRAM)
Hbrido de RAM esttica e dinmica Transfere dados tanto na subida quanto na descida do sinal de clock
DDR SDRAM (Double-Data-Rate SDRAM)
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Memria
DDR SDRAM
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Memria
DDR2 SDRAM
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Memria
ROM (Read-Only Memory)
Permite apenas operaes de leitura No so volteis (mantm dados mesmo sem alimentao de energia eltrica) Dados geralmente so gravados no processo de fabricao da ROM (material foto-sensvel)
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Memria
ROM: PROM (Programmable ROM)
Programvel/gravvel apenas uma vez utiliza alta voltagem para gravar Similar PROM Fotonicamente apagvel com luz ultravioleta (10 20 minutos de exposio) Eletronicamente apagvelCopyleft Rossano Pablo Pinto 40
ROM: EPROM (Erasable PROM)
ROM: EEPROM (Electronic EPROM)
Memria
ROM: EEPROM memria flash
acessada como um dispositivo de bloco (PENDRIVE!!!) Leitura e escrita como um procedimento padro
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