RO 2017-5.ppt [Kompatibilitätsmodus] · © IKS 2017 H.-D. Wuttke, K. Henke 09.11.2017 2 Bonusklausur am 30.11.2017 • Spielregeln: • Bis zu 10% Bonus zum Ergebnis der Prüfung

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Rechnerorganisation – 5. Vorlesung

• Mathematische Grundlagen (1)Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3)Kombinatorische Schaltungen (4,5)Automaten (6,7)Sequentielle Schaltungen (8)Programmierbare Strukturen (9) Rechneraufbau und ~funktion (10,11)Informationskodierung (12,13,14)


Bonusklausur am 30.11.2017• Spielregeln:• Bis zu 10% Bonus zum Ergebnis der Prüfung addiert

• z.B. 50 Punkte Prüfung = 100%

=> 10% Bonus = 5 Prüfungspunkte

• nicht da > kein Nachholen > kein Bonus

> kein Problem, da > keine Prüfungsvoraussetzung

• Wiederholer starten neu, d.h. neue Boni, neue Prüfung

• Inhalt:o Zahlensysteme

o Boolesche Algebra (Kürzen, Erweitern, Karnaugh)

o Kombinatorische Schaltungen

(Wertetabelle <> Ausdruck <> Schaltung)


Selbststudiumhttps://x105.theoinf.tu-ilmenau.de/moodleIKS/Schlüssel: *IKS2017#


Weitere Darstellungen, (nur für DNF)

Karnaugh-Veith-Diagramme


Kürzen

Kürzen Erweitern






Elementare Strukturen


Basissysteme


Strukturanalyse



3. Struktur digitaler Schaltungen: …kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen,

komplexes Beispiel:Analyse, Minimierung, NAND-Synthese


kombinatorische Strukturen

• Torschaltung

i: Information (0 bzw. 1)s: Steuerbit 0: Tor geschlossen

1: Tor offen, a=ia: Ausgangsinformation, gültig für s=1

Anmerkung: normales AND-Gatter, spezielle Interpretation der Funktion


X1=[0,...,0,0,1]X0=[0,...,0,0,0]

Dekoder

• Ein Tor i für je eine Elementarkonjunktion k1=> für jede Eingangsbelegung öffnet sich genau ein Tor,

Kode X1=[0,...,0,0,1]am Eingang wird dekodiert => Dekoder

• Kode=Eingangsbelegung X


• Dekoder+ ODER = ?



• Dekoder+ ODER = ?



• Dekoder+ ODER + zusätzliche

Signal-Eingänge k(Xi)= Multiplexer



• Dekoder+ ODER + zusätzliche

Signal-Eingänge k(Xi)= MultiplexerSchaltzeichen

A: Adresse, D: Daten CS: Chip Select



• Ursprüngliche Verwendung: Vermittlungstechnik• mehrere Teilnehmer nutzen eine Leitung• Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 2 [1,0]

verbunden

Multiplexer Demultiplexer


• Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 1 [0,1]

Multiplexer Demultiplexer

0 1

[0,...,1][0,...,0]


Demultiplexer

• Dekoder+ Programmiereingang p

• Schaltzeichen– D: Daten (1)– A: Adressen (n)– CS: Chip Select (1)

DX



3. Struktur digitaler Schaltungen: …kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen,

komplexes Beispiel:Analyse, Minimierung, NAND-Synthese


Programmierbarer Datenspeicher ROM

PROM-Chip TBP18SA030N von Texas Instruments



4Mbit SRAM-Speicher AS7C34096A, Alliance Memory

4Mbit SRAM-Speicher AS7C34096A

512K x 8


Adresse 5: [101] <5>: Inhalt von Adresse 5: [1010]



1 1 0 0

1 1 1 1

0

Programmierung

1

Programmierung


• Dekoder + programmierbare Matrix


Dekoder + programmierbare Matrix


1 1 1 1

1 1 0 0

X0=[0,...,0,0] (X0)=Y12 [1 1 0 0]X1=[0,...,0,1] (X1)=Y15 [1 1 1 1]


Dekoder + programmierbare Matrix


1 1 1 1

1 1 0 0

Problem bei praktischer Realisierung der Matrix:

Alle auf „1“ programmierten Ausgänge sind verbunden!! Als Struktur verboten!!

je Ausgang y und je Adresse 1 separate Leitung

Verknüpft über ein ODER-Gatter

ODER-Matrix

3


Dekoder + progr. ODER-Matrix = ROM


1

1

.... 0





• Vereinfachte Darstellung


Programable Logic Array (PLA)



Programmable Array Logic (PAL/GAL)



Programmable Array Logic (PAL/GAL)

x1

x2

y

Fuses

AND

AND

OR

www.wikipedia.org


Zusammenfassung

ROM PLA GAL


Vorbereitung Bonusklausur:

• Gegeben

• I1={3,4,6,7,9,12,14}

• Gesucht:

• Minimierung, Realisierung als KNF, DNF und NAND


Buch: „Schaltsysteme“, S146, Aufgabe 3.15


Viel Spaß beim Wiederholen!Bis nächsten Donnerstag 15.00 ...

Das war‘s für heute

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