![Page 1: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/1.jpg)
1121037 Diseno Logico page 1
Tema 7 - Registros, contadores y memorias
Eduardo Rodrıguez Martınez
Departamento de Electronica
Division de Ciencias Basicas e Ingenierıa
Universidad Autonoma Metropolitana
Unidad Azcapotzalco
Email: [email protected] Web: http://kali.azc.uam.mx/erm/
![Page 2: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/2.jpg)
Contenido - Registros, contadores y memorias - (7.5 hrs.)
Tema 7
⊲ Contenido
Registros
Contadores
SRAM
RTL
1121037 Diseno Logico page 2
1. Registros con carga en paralelo y de desplazamiento.2. Diseno de contadores sıncronos.3. Presentacion de contadores asıncronos.4. Contadores integrados con carga en paralelo.5. Organizacion de una memoria. Memorias estaticas y
dinamicas6. Estructuras de transferencia de informacion. Buses con
compuertas tri-estado. Banco de registros.7. Codigo para describir registros, contadores y memorias
mediante VHDL.
![Page 3: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/3.jpg)
Registro con carga en paralelo
Tema 7
Contenido
⊲ Registros
Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 3
Un registro es un conjunto de flip-flops que almacenan unmismo dato, y se rigen por las mismas senales de control (i.e.reloj, reset, y habilitacion).Cuando las entradas de cada flip-flop son independientes y secomparte la senal de habilitacion, el registro se conoce comoregistro con carga en paralelo.
![Page 4: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/4.jpg)
Registro de corrimiento
Tema 7
Contenido
⊲ Registros
Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 4
Los registros de corrimiento son untiles para implementar: (a)multiplicacion y (b) division de un entero por un multiplo de dos,o (c) conversion de serie a paralelo.
(a) Registro sencillo de corrimiento.
![Page 5: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/5.jpg)
Registro de corrimiento
Tema 7
Contenido
⊲ Registros
Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 5
(a) Registro sencillo de corrimiento.
(b) Ejemplo de una secuencia de corrimiento.
![Page 6: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/6.jpg)
Registro de corrimiento con carga en paralelo
Tema 7
Contenido
⊲ Registros
Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 6
![Page 7: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/7.jpg)
Contadores
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 7
Los contadores son circuitos secuenciales que
realizan operaciones de suma o resta en una unidad en cadaciclo de relojson usados en los sistemas digitales para llevar la cuenta deeventosse presentan en dos modalidades: (a) asıncronos y (b)sıncronos
![Page 8: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/8.jpg)
Contador asıncrono en cascada
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 8
(a) Circuito
(b) Diagrama de tiempos
![Page 9: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/9.jpg)
Contador asıncrono en cascada
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 9
![Page 10: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/10.jpg)
Contador sıncrono
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 10
T0 = 1
T1 = Q0
T2 = Q0Q1
T3 = Q0Q1Q2
. . .
Tn = Q0Q1 . . . Qn−1
En un contador sıncrono, un flip-flop cambia su estado solocuando todos los flip-flops en etapas anteriores se encuentran enestado Q = 1
![Page 11: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/11.jpg)
Contador sıncrono
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 11
![Page 12: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/12.jpg)
Contador sıncrono
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 12
Si la entrada de habilitacion es ’0’, todas las entradas Tseran ’0’.Si la entrada de habilitacion es ’1’, el contador operanormalmente.La entrada Limpiar forza a todas las salidas Q al estado ’0’.
![Page 13: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/13.jpg)
Contador sıncrono
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 13
(a) Contador de cuatro bits con flip-flops D
![Page 14: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/14.jpg)
Contador sıncrono
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 14
(a) Contador con carga en paralelo
![Page 15: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/15.jpg)
Contador con entrada de reset sıncrona
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 15
(a) Circuito
(b) Diagrama de tiempos
![Page 16: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/16.jpg)
Contador con entrada de reset asıncrona
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 16
(a) Circuito
(b) Diagrama de tiempos
![Page 17: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/17.jpg)
Contador circular
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 17
(a) Contador circular de n bits
(b) Contador circular de 4 bits
![Page 18: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/18.jpg)
Contador Johnson
Tema 7
Contenido
Registros
⊲ Contadores
SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 18
![Page 19: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/19.jpg)
Memoria de acceso aleatorio estatica
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
⊲ SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 19
(a) Celda de memoria estatica
(b) Arreglo de celdas de memoria 2 x 2
![Page 20: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/20.jpg)
Memoria de acceso aleatorio estatica
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
⊲ SRAM
RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 20
![Page 21: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/21.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
SRAM
⊲ RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 21
(a) Un sistema digital con k registros
![Page 22: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/22.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 22
(b) Detalle de interconexiones al canal de datos
![Page 23: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/23.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
SRAM
⊲ RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 23
(c) Circuito de control implementado con un registro de corriemiento
(d) Circuito de control modificado – 1
![Page 24: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/24.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
SRAM
⊲ RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 24
(e) Circuito de control modificado – 2
![Page 25: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/25.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
SRAM
⊲ RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 25
(a) Version modificada del sistema anterior usando multiplexores.
![Page 26: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/26.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
SRAM
⊲ RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 26
(a) Interaccion entre la ruta de datos y la unidad de control.
La ruta de datos realiza las operaciones de procesado de datos.
• Esta compuesta de registros y logica combinacional.• El movimiento de datos almacenados en los registros y al
procesado realizado sobre los datos se le conoce comooperaciones de transferencia de registros.
La unidad de control determina la secuencia de estas operaciones.
![Page 27: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/27.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7
Contenido
Registros
Contadores
SRAM
⊲ RTL
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 27
Las operaciones de transferencia entre registros se especificanmediante tres componentes:
1. Conjunto de registros sobre los que se opera.2. Operacion(es) a realizarse.3. El control control que supervisa la secuencia de operaciones.
Una operacion de transferencia entre registros puededescomponerse en microoperaciones, que son operacioneselementales de registros, tales como carga, cuenta, suma, resta y
desplazamiento.La unidad de control proporciona las senales que realizan lasmicrooperaciones en una forma ordenada.El termino microoperacion no necesariamente involucra a la tecnicade diseno de unidades de control llamada microprogramacion.
![Page 28: Tema 7 - Registros, contadores y memoriaskali.azc.uam.mx/erm//Media/Tema_7.pdf · Registros con carga en paralelo y de desplazamiento. 2. Disen˜o de contadores s´ıncronos. 3. Presentacio´n](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021610/5be25b6d09d3f2382f8bf080/html5/thumbnails/28.jpg)
Estructuras de transferencia de informacion
Tema 7 Registros, contadores y memorias page 28
Sımbolos basicos para transferencia de registros
Sımbolo Descripcion EjemplosLetras (ynumeros)
Indica un registro AR, R2, DR, IR
Parentesis Indica parte de un registro R2(1), R2(7 : 0), AR(L)Flecha Indica transferencia del dato R1← R2Coma Separa transferencias simultaneas R1← R2, R2← R3Corchetes Especifica una direccion de memoria DR←M [AR]
Transferencia incondicional: R1← R2Transferencia condicional: K1 : R1← R2if (K1 = 1) then (R1← R2)Transferencia simultanea (swap): K3 : R2← R1, R1← R2