ileri elektronik1

8/3/2019 ileri elektronik1

1/22

1

Register Transfer Dili

Saysal bir sistem, saysal donanm modllerinin belli bir bilgi ileme olayngerekletirmek zere i balantlarla bir araya gelmesinden oluur.

Saysal bilgisayarlarn tasarmnda modler yaklam kullanlr. Bu modllerregisterler, kod zcler, aritmetik elemanlar ve denetim mantndanoluur.

Muhtelif modller ortak veri ve denetim yollaryla bir bilgisayar oluturacakekilde i balanmlardr.

Her bir saysal modl bunlar oluturan register ve registerlerde mevcutbilgiler zerinde icra edilen ilemlerle belirlenir.

Registerlerde ykl veriler zerinde icra edilen ilemlere mikro ilem

denir. Basit bir ilemdir ve bir saat zaman iinde registerdeki veri zerinde icra

edilir.

Mikro ilemin sonucunda registerin iindeki ikili bilgi deiebilir veya bakabir registere aktarlabilir.


2/22

2


Registerler arasndaki mikro ilem aktarma ilemlerini tanmlayansembolik biime, register transfer diliad verilir.

Register transfer dili, saysal modllerin registerleri arasnda meydanagelecek mikro ilemleri sembolik biimde ifade eden bir sistemdir.

Saysal bilgisayarlarn i yaplarn hassas ve tam bir biimde ifade etmek

iin uygundur. Ayn zamanda saysal sistem tasarmnda kullanlabilir.

Genelde bilgisayarlardaki registerler byk harflerle gsterilir. Bazenarkasna saylarda gelebilir.

rnein bellek birimin bir adresini tutan register genelde bellek adres

registeri olarak isimlendirilir, ksaca MAR (Memory Adress Register) diyebelirtilir.

Buna benzer olarak dier registerler; PC(program sayc), IR(komutregisteri) ve AC(ilemci registeri), vb. adlandrlr.

nbitlik bir register iindeki flip floplarlar 0 dan n-1 e kadar numaralandrlr.Sayma sadan veya soldan balayabilir. Genelde sadan balar.


3/22

3


Registerlerin blok ema gsterimleri.

rnein ekildeki PC registeri:

0 dan 7 ye kadar dk mertebeli bitlerL harfi ile belirtilmekte, 8-15 aras yksekseviyeli bitler Hsembol ile belirtilmektedir.

Bu register 16 bitlik bir PCdir. Dk mertebeli bitler PC(O-7) veya PC(L) ileyksek mertebeli bitler PC(8-15) veya PC(H) ile gsterilir.


4/22

4


Register transferi bir registerden dierine bilgi aktarm sembolik biimde R2R1

eklinde dzenlenmektedir.

Burada R1 registerinin ierii R2 registerine aktarlmaktadr. Aktarmasonucunda kaynak register R1 in iindeki deer deimemektedir.

Normalde sadece nceden meydana gelen kontrol artlar transfer iinkullanlr.

If (P=1) then (R2R1)

Burada P kontrol sinyallerini reten kontrol birimi tarafndan retilen bir

kontrol deikenidir. Bir kontrol deikeni boolean 1 yada 0 deerlerineeittir.

Yukardaki ifade donanmsal olarak aadaki ekilde de yazlabilir. P: R2R1

Transfer ilemlerinin alsmas iin donanmsal olarak P=1 olmaldr.


5/22

5


P: R2R1


6/22

6


Register Transferindeki Temel Semboller

SEMBOL AIKLAMA RNEK

Harfler ve rakamlar register gsterimi MAR,R2

Parentezler ( ) registerin bir ksmn gsterir. R2(0-7),R2(L)

Ok bilginin transfer ynn gsterir. R2R1

Virgl , birden fazla mikro ilemi ayrr. R2R1,R1R2

rnek;

T: R2R1, R1R2

T =1 durumunda ayn saat vuruunda R\ ve R2registerlerinin ieriklerinindeitirilmesini gstermektedir.


7/22

7

Veri Yolu ve Bellek Aktarm

Genel bir saysal bilgisayar bir ok registere sahiptir ve yollar bilgilerinin birregisterden dierine aktarlmasn salamaktadr.

Sistemdeki tm registerler arasnda veri iletiimi iin olduka fazla yollargereklidir.

Bir ortak veri yolu sistemi, oklu register konfigrasyonlar iin registerlerarasndaki bilgilerin en etkin ekilde aktarlmasn salar.

Bir veri yolu yaps registerdeki her bir bit iin ortak yollarn bir kmesini

oluturmaktadr.

Kontrol sinyalleri, her register transferi srasnda yol seimine karar verir.

Ortak veri yolu sistemi kurmann bir yolu MUX lar kullanmaktr.


8/22

8


Drt register iin ortak veri yolu sistemi;


9/22

9


Genelde bir veri yolu sistemi nbitlik ktane registerden ve nhatl ortak veri yolundanolumaktadr.

nhatl veri yolunda MUX larn says her bir registerin bit saysna eit olur.

k registerolduundan, kveri girili kx 1 lik MUX lara gerek vardr.

rnein 16 bitlik 8 register iin 16 adet MUX a gerek vardr.

Ortak veri yolu 16 bitlik olur.

Her bir MUX, 8 veri giri ve 3 seim hattna sahiptir.

Bir bilginin bir registerden istenen registerlerden birine aktarlmas iin buregisterlerin girilerinin veri yolu hatlarna balanmas ve ykle (load)denetiminin aktif hale getirilmesi ile salanr.


10/22

10


Veri yolu (BUS) zerindeki ifadelerdeki register transferi sembolik olarak uekilde gsterilir.

BUSC, R1BUS

C regisernn ierii veri yoluna yerletiriliyor, veri yolunun ierii kontrolgiriini aktif edilerek R1 registerna ykleniyor.

Veri yolu kullanlarak yaplan ilem aada ifade edilen ilemdir.

R1C

C registerinden R1 registerine olan transfer 1 saat sinyali sresindetamamlanr. (Bilginin bus ve kaplar zerinden yaylmas bu sredetamamlanmtr).


11/22

11

Aritmetik Mikro ilemler

Saysal bilgisayarlarda karlalan mikro ilemler drt snfta katagorizeedebebilir:

Register transfer mikro ilemleri: ikili bilgiyi bir registerdan dier registiratransfer eder.

Aritmetik mikro ilemler: saysal veriler zerinde aritmetik ilemler yaparakregistera depolar (+, vb.).

Mantk mikro ilemleri: saysal olmayan veriler zerinde mantk ilemleriyaparak register a depolar (ve, vb.).

Deiim mikro ilemleri: veriler zerinde deiim ilemleri yaparak registeradepolar (kaydrma, vb.).


12/22

12


Temel aritmetik mikro ilemler toplama,karma,deime,artma,azalmadr.

Aritmetik bir mikro ilem

R3 R1+R2

gibi ifadeler ile aka tanmlanr.

Bu ifadede R1 registerinin gerek deeri R2 registerinin gerek deerineekleniyor ve toplam R3 registerine aktarlyor.

Bunu donanm ile yerine getirmek iin registere, bir toplaycya,veriyoluna ve kontrol sinyallerine ihtiyacmz var.


13/22

13


Temel aritmetik ilemler

Sembolik gsterim Tanmlama

R3R1+R2 R1 le R2 toplam R3 e aktarlyor

R3R1-R2 R1 ile R2 fark R3 e aktarlyor

R2 R2 R2 nin bire tmleyeni alnyor

R2 R2+1 R2 nin ikiye tmleyeni alnyor

R3 R1+R2+1 R1 ile R2 nin ikiye tmleyenini toplanyor

R1 R1+1 R1 deeri 1 artrlyor

R1R1-1 R1 deeri 1 azaltlyor

R3 R1+R2+1 ilemi aslnda R3R1-R2 ilemini ifade ediyor

Yani ilave kk bir donanm ile bir toplayc kullanlarak karma ilemleride gerekletirilebiliyor.


14/22

14


rnek drt bit kili toplayc (binary adder)

ikili toplayc yapmak iin 4 tane tam toplaycnn (Full Adder) birbirinebalanmas gerekmektedir.

A0, A1, A2, A3girileri A registerinin ve B0, B1, B2, B3girileri B registerininbitleridir.

C0, C1, C2, C3, C4 elde bitleridir.


15/22

15


rnek drt bit kili toplayc/karc

M =1 iken XOR kaplar tmleyen ilevi gryor ve M= 1 deeri aynzamanda elde olarak kullanld iin A deerine B nin ikili tmleyeni ilaveedilmi oluyor {karma ilemi}.

M=0 iken XOR kaps B deerini etkilemiyor. {toplama ilemi}


16/22

16


Aritmetik Devre

Yukarda verilen temel aritmetik ilemleri iin kullanlacak temel eparalele toplaycdr.


17/22

17


Aritmetik Devre

Temel aritmetik ilemleri

aadaki gibi gerekler.


18/22

18

Mantk Mikro ilemleri

Mantk mikro ilemleri registerler arasndaki mantk ilemlerinigerekletirir.

OR ilemi;

P: R1 R1 R2

AND ilemi;

P: R1 R1 R2

kili deikenlerde ortaya konabilecek 16 farkl mantk ilemi vardr.


19/22

19

Mantk Mikro ilemleri

ki deiken iin 16 fonksiyonun doruluk tablosu.

On alt mantksal ilem;


20/22

20

Kaydrma Mikro ilemleri

Kaydrma mikro ilemleri seri veri transferleri iin kullanlr.

Aritmetik, mantk ve dier veri ileme ilemleri ile birleik olarak dakullanlr.

Bir registern ierii sola veya saa kaydrlabilir.

Sola kaydrma ilemi esnasnda, seri giri, en sa pozisyona bir bit transfer

eder.

Ayn ekilde saa kaydrma srasnda da seri giri en sol pozisyona bir bittransfer eder.

kaydrma tipi vardr: mantksal, dairesel ve aritmetik.


21/22

21

Aritmetik Mantk Kaydrma Birimi

Mikro ilemleri dorudan gerekletirmek iin ayrlm registerler yerine,bilgisayar sistemleri, aritmetik mantk birimi (ALU) ad verilen genel ilemlibirime balantl bir dizi depolama registerleri kullanr.

Bir mikro ilemi gerekletirmek iin belirli registerlerin ierikleri ALU nungiriine uygulanr, ALU ilemi gerekletirir ve sonucu bir sonu (var)

registerine aktarr. ALU birleik bir devredir ve bylecebtn register aktarmilemleri bir saat

vuruusrecindegerekletirilebilir.

Kaydrma mikro ilemleri ounlukla ayr bir birimde gerekletirilir, fakatbazen kaydrma birimi ALU nun bir blm olarak yaplr.

Aritmetik mantk kaydrma biriminin bir kademesi aadaki ekildegsterilmitir,iindisi bir kademeyi tanmlamaktadr.

A, ve B, girileri hem aritmetik, hem de mantk birimlerinin girilerineuygulanr.


22/22

22

Aritmetik Mantk Kaydrma Birimi

Aritmetik mantk kaydrma biriminin bir kademesi

ileri elektronik1

Documents