ileri elektronik6

24
1 Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı   Komut Periyodu   Komut periyodunun temel bilgisayar için kesme (interrupt) periyodunu da ihtiva eden son akış diyagramı yandaki şekilde görülmektedir.  R kesme flip-flop’u dolaylı veya işleme safhaları sırasında herhangi bir zamanda 1’ e set edilebilir. Kontrol SC 0’a temizlendikten sonra T0 zamanlama sinyaline döner. Eğer R = 1 ise, bilgisayar bir k esme periyoduna girer. Eğer R = 0 ise, bilgisayar bir komut periyoduna gi rer.

Upload: ahmet-goegebakan

Post on 06-Apr-2018

232 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 1/24

1

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Komut Periyodu  

Komut periyodunun temel bilgisayar için

kesme (interrupt) periyodunu da ihtiva

eden son akış diyagramı yandaki şekilde

görülmektedir. 

R kesme flip-flop’u dolaylı veya işleme

safhaları sırasında herhangi bir zamanda

1’ e set edilebilir.

Kontrol SC 0’a temizlendikten sonra

T0 zamanlama sinyaline döner. Eğer R = 1 ise, bilgisayar bir kesme

periyoduna girer. Eğer R = 0 ise,

bilgisayar bir komut periyoduna girer.

Page 2: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 2/24

2

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Komut Periyodu  

Komut periyodunun temel bilgisayar için

kesme (interrupt) periyodunu da ihtiva

eden son akış diyagramı yandaki şekilde

görülmektedir. 

Komut periyodunda, komutun

bellek-referans (dolaylı veya direkt),

register-referans veya giriş-çıkış komutu

olma durumuna göre daha önce de izah

edildiği şekilde farklı farklı yolardanişletilirler. 

Page 3: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 3/24

3

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Komut Periyodu  

Örnek temel bilgisayar için kontrol 

fonksiyonları ve mikro işlemler yandaki 

tablodaki şekilde özetlenebilir. 

Page 4: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 4/24

4

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Örnek temel bilgisayar aşağıdaki donanım bileşenlerinden meydana gelmektedir; 

Her biri 16 bit olan 4096 sözcüklü bir bellek birimi 

Dokuz register : AR, PC, DR, AC, IR, TR, OUTR, INPR ve SC Yedi flip-flop : I, S, E, R, IEN, FGI ve FGO

İki kod çözücü : 3 x 8 işleme kod çözücüsü ve 4 x 16 zamanlama kodçözücüsü 

16-bit bir ortak bus

Kontrol mantık kapıları  Toplayıcı ve AC’ nin girişine bağlanmış olan mantık devresi .

Page 5: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 5/24

5

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Bellek birimi ticari olarak elde edilebilen standart bir bileşendir.

Registerler de 74163 tipi bir entegre devreye benzer standart bileşenlerdir.

Kod çözücüler de ticari olarak elde edilebilen standart bileşenlerdir.

Flip-flop’ lar D veya J-K tipi olabilirler. Ortak bus 8x1 çoklayıcılar (multiplexer) kullanılarak inşa edilebilir.

Aşağıdaki bölümlerde de kontrol mantık kapılarının, toplayıcı ve AC’ ningirişine bağlanmış olan mantık devresinin dizaynı gösterilecektir. 

Page 6: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 6/24

6

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Kontrol mantık kapıları 

Daha önce temel bilgisayarın kontrol

biriminin blok diyagramı gösterilmişti.

Kontrol birimine olan girişler;

iki kod çözücüden,

I flip-flop’ undan  IR registerinin 0’ dan 11’ e kadar olan

bit’lerinden ve 

diğer girişlerden oluşmaktaydı. 

Page 7: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 7/24

7

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Kontrol mantık kapıları 

Kontrol devresine giren diğer girişleri

aşağıda verilmiştir;

AC’ nin 0 olup olmadığını ve AC (15)

teki işaret bit’ini kontrol etmek için

0’ dan 15’ e kadar olan AC bit’leri, 

DR’ nin 0 olup olmadığını kontroletmek için 0’ dan 15’ e kadar olan

DR bit’leri ve

Yedi flip-flop’ un değeri. 

Page 8: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 8/24

8

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Kontrol mantık kapıları 

Kontrol devresinin çıkışları aşağıda

verilmiştir; 

Dokuz register’in girişlerini kontrol

etmek için sinyaller, 

Belleğin oku ve yaz girişlerini kontrol

etmek için sinyaller,  Flip-flop’ları 1’ e set etmek, 0’ a

temizlemek veya tümleyenleri için

sinyaller,

Page 9: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 9/24

9

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Kontrol mantık kapıları 

Kontrol devresinin çıkışları aşağıda

verilmiştir; 

Ortak bus’ için bir register seçmek

amacı ile kullanılan S1, S2, ve S3

için sinyaller, 

AC toplayıcı ve mantık devresinikontrol etmek için sinyaller. 

Page 10: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 10/24

10

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Registerler ve belleğin kontrolü  

Temel bilgisayarın register’lerinin bir ortak bus sistemine bağlı idi. 

Registerlerin kontol girişleri , LD (yükle), INR (artır) ve CLR (temizle) dir. 

AR nin kontrol girişleri ile ilgili mantık kapıları yapısını oluşturmakistediğimizi var sayalım.

AR’ nin içeriğini değiştiren bütün ifadeleri yukarıda verilen kontrolfonksiyonları ve mikro işlemler tablosundaki register transfer ifadelerilistesini tarayarak bulabiliriz ;

R' T0 : AR PC

R' T2 : AR IR (0-11)

D7' IT3 : AR M[AR]

RT0 : AR 0

D5T4 : AR AR + 1

Page 11: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 11/24

11

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Registerler ve belleğin kontrolü  

İlk üç ifade bir register veya bellekten AR’ ye olan bilgi transferinitanımlamaktadır.

Kaynak register veya belleğin içeriği bus’ a yerleştirilir ve bus ‘ın içeriği AR’nin LD kontrol girişi aktive edilerek AR’ ye transfer edilir.

Dördüncü ifade AR’ yi 0’ a temizler.

Son ifade AR’ yi bir artırır.

AR için gereken kontrol fonksiyonları aşağıdaki şekilde üç Booleanifadesine indirgenebilir ;

LD (AR) = R' T0 + R' T2 + D7' IT3

CLR (AR) = RT0

INR (AR) = D5T4

Burada, LD (AR) AR’ nin yükle girişi, CLR (AR) AR’ nin 0’ a temizle girişi ve INR (AR) 

AR’ nin artır girişidir.

Page 12: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 12/24

12

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Registerler ve belleğin kontrolü  

AR ile ilişkili kontrol kapı mantığı aşağıdaki şekilde verilmektedir ;.

Page 13: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 13/24

13

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Registerler ve belleğin kontrolü  

Benzer bir yol ile, diğer register’ler için gerekli kontrol kapıları daçıkarılabilir.

Belleğin oku kontrol girişi için gereken mantık devreleri, aynı tablodanfaydalanılarak oluşturulabilir.

Oku işlemi M[AR] sembolü ile ifade edilmektedir ; 

Oku = R' T1 + D7' IT3 + (D0 + D1 + D2 + D6)T4

Bu Boolean ifadenin gösterdiği mantık kapılarının çıkışı belleğin okugirişine bağlanmalıdır. 

Page 14: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 14/24

14

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Tek flip- flop’ların kontrolü  

Yedi flip-flop için gerekli kontrol kapılarına benzer yolla gerçekleştirilebilir. 

Örneğin IEN, iki komutun (ION ve IOF) sonucunda değişmektedir ;  pB7 : IEN 1

pB6 : IEN 0

burada sırası ile p = D7IT3 ve B6 ve B7 IR’ nin 6. ve 7. bitidir. 

Kesme periyodunun sonunda da IEN 0’ a temizlenir ;  RT2 : IEN 0

Page 15: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 15/24

15

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Tek flip- flop’ların kontrolü  

Eğer JK tipi pir flip-flop kullanılıyor ise kontrol kapı mantığı aşağıdaki gibiolacaktır; 

Page 16: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 16/24

16

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Ortak bus’ ın kontrolü  

Daha önce verilen temel bilgisayar registerleri

ve ortak bus bağlantısını gösteren şekilden dehatırlanabileceği gibi, 16-bit ortak bus, S1, S2

ve S3 seçim girişleri ile kontrol edilmektedir.

Her bir bus girişini tanımlayan ondalık sayıların

ikili sayı eşlenikleri ilgili registeri seçmek içinortak bus’ın seçim girişlerine uygulanmalıdır. 

Page 17: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 17/24

17

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Ortak bus’ ın kontrolü  

Aşağıdaki tabloda her bir registeri seçecek S1S2S3

İçin gerekli ikili sayıları tanımlar; 

Tablodan da görüleceği gibi bus girişlerinin seçilebilmesi için

gerekli x1, .., x7 Boolean değişkenleri, bus girişilerini

tanımlayan ondalık sayılar ile ilişkilendirilmişlerdir .

Page 18: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 18/24

18

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Ortak bus’ ın kontrolü  

Örneğin x1 = 1 olduğu zaman S2S1S0 = 001 olacak ve bu durumda bus

için AR (bus girişi ondalık 1 ile tanımlanıyordu) seçilecektir. Yukarıdaki tablo bir ikili kod çözücü için doğruluk tablosu olarak

düşünülebilir.

Aşağıdaki şekilde kodlayıcı ve bus seçim devresinin (çoklayıcı) yerleşimigörülmektedir; 

Kodlayıcı 

Page 19: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 19/24

19

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Ortak bus ’ ın kontrolü  

Kodlayıcı için gerekli boolean fonksiyonlar aşağıdakilerdir ; 

S1 = x4 + x5 + x6 +x7

S2 = x2 + x3 + x6 +x7

S3 = x1 + x3 + x5 +x7

Her bir kodlayıcı girişi gerekli mantık devresini saptamak için, ilgili registeriçeriğini bus’ a yerleştiren kontrol fonksiyonlarını bulmak gerekmektedir. 

Page 20: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 20/24

20

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Ortak bus’ ın kontrolü  

Örneğin; x1 = 1 { AR } yapan mantık devresinin bulunması için, kontrol

fonksiyonları ve mikro işlemler tablosundaki register transfer ifadeleri listesitaraması gerekmektedir.

Bu işlem sonucunda aşağıdaki ifadeler bulunur; 

D4T4 : PC AR

D5T5 : PC AR

Buna göre x1 için gerekli Boolean fonksiyonu aşağıdaki şekilde elde edilir; 

x1 = D4T4 + D5T5

Page 21: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 21/24

21

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

Ortak bus’ ın kontrolü  

Bus için bellekten veri çıkışı, x7 = 1 ve S1S2S3 = 111 olduğu zaman seçilir.

ve aynı zamanda x7 belleğin oku girişine uygulanmalıdır. Bu yüzden x7 için gerekli Boolean fonksiyonu, oku işlemi { M[AR] } için

gerekli olan ile aynıdır; 

x7 = R' T1 + D7' IT3 + (D0 + D1 + D2 + D6)T4

Benzer yollar ile diğer registerler için gerekli mantık kapıları datanımlanabilir. 

Page 22: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 22/24

22

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

 Akümülatör mantığının dizaynı 

AC register’ i ile ilişkili devre

yanda verilmektedir.

Toplayıcı ve mantık devresi

üç grup girişe sahiptir. Bir grup 16-bit giriş kümesi AC’

nin çıkışından gelmektedir.

Diğer 16-bit giriş kümesi DR veri registerin’den gelmektedir.

Üçüncü 8-bit giriş kümesi INPR’ giriş registerinden gelmektedir.

Toplayıcı ve mantık devresinin çıkışı AC registeri için veri girişisağlamaktadır.

Page 23: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 23/24

Page 24: ileri elektronik6

8/3/2019 ileri elektronik6

http://slidepdf.com/reader/full/ileri-elektronik6 24/24

24

Temel Bilgisayar Organizasyonu ve Dizaynı 

Temel Bilgisayarın Dizaynı  

 Akümülatör mantığının dizaynı 

Buradan AC’ nin içeriğini değiştiren aşağıdaki ifadeler bulunur;  D0T5 :AC AC DR (AND)

D1T5 :AC AC + DR (ADD)

D2T5 :AC DR (DR)

pB11 :AC (0-7) INPR (INPR)

rB9 :AC AC' (COM)

rB7 :AC shr AC, AC (15) E (SHR)

rB6 :AC shr AC, AC (0) E (SHL) rB11 :AC 0 (CLR)

rB5 :AC AC + 1 (INC)

Bu listeden kontrol mantık kapıları ve toplayıcı ve mantık devresiçıkarılabilir.