Transcript 1. Układy arytmetyczne.

UKŁADY ARYTMETYCZNE
1.
Układy arytmetyczne.
Układami
arytmetycznymi
nazywa
się
układy,
umożliwiające wykonywanie operacji arytmetycznych na
liczbach, przedstawionych w zapisie dwójkowym.
Ponieważ wszystkie podstawowe działania arytmetyczne:
dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie, a także
wszystkie inne operacje matematyczne, wykonać można przy
zastosowaniu odpowiednich algorytmów za pomocą jednego
tylko działania arytmetycznego - dodawania, podstawowym
układem arytmetycznym jest układ, realizujący dodawanie,
nazywany sumatorem.
2015-04-08
2
1.
Układy arytmetyczne.
Do układów arytmetycznych zalicza się
ponadto układy do porównywania dwóch liczb,
nazywane komparatorami oraz uniwersalne
układy arytmetyczno – logiczne (ALU),
realizujące różne operacje arytmetyczne i
logiczne.
2015-04-08
3
2.
Sumatory.
2.1. Półsumatory.
Półsumatorem nazywamy układ cyfrowy posiadający dwa
wejścia (np: X1 i X2) oraz dwa wyjścia – sumę (Y) oraz przeniesienie
(C-out). Wykonuje działanie dodawania na układzie liczb binarnych.
2015-04-08
4
2.2. Sumatory.
Sumator jest układem realizującym dodawanie trzech bitów i
w stosunku do półsumatora poszerzony jest o dodatkowe wejście
C-in (przeniesienie z poprzedniego układu).
Układ realizujący sumowanie dwóch n-bitowych
binarnych nazywa się sumatorem kaskadowym.
2015-04-08
liczb
5
2015-04-08
6
3.
Komparatory.
Komparator jest układem umożliwiającym porównywanie
informacji (zwykle liczb binarnych albo dwóch napięć (wykonanie
analogowe). Układ ma dwa zestawy wejść (a,b) i kilka wyjść
reprezentujących wynik porównania (np. a=b, a<b, a>b).
2015-04-08
7
3.1. Komparator analogowy.
Komparator analogowy porównuje napięcia (lub prądy)
przyłożone do wejść, a na wyjściu podaje sygnał zależny od tego,
który z sygnałów wejściowych jest większy. Komparatory wykonuje
się w oparciu o wzmacniacze operacyjne.
Przykładem komparatora analogowego
Jest układ scalony LM339.
2015-04-08
8
3.2. Komparator cyfrowy.
Jedynka na jednym z trzech wyjść komparatora
informuje, w jakiej relacji względem siebie (mniejsze,
równe, większe) są liczby podawane na jego wejścia.
Komparatory można łączyć kaskadowo, co umożliwia
porównywanie liczb (w naturalnym kodzie dwójkowym
lub w kodzie BCD) o dowolnej długości.
2015-04-08
9
Porównanie słów wielobitowych będzie polegało na
zastosowaniu odpowiedniej liczby komparatorów jednobitowych.
Poniżej przedstawiony jest przykład komparatora 4-bitowego .
Komparatory produkowane są jako gotowe układy - SN74LS85.
2015-04-08
10
4.
Jednostka arytmetyczno-logiczna
(ALU).
A i B - operandy;
R - wyjście;
F - wejście z jednostki kontrolnej;
D - status wyjścia.
Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) to jedna z głównych
części procesora, prowadząca proste operacje na liczbach
całkowitych. Typowe ALU ma dwa wejścia odpowiadające parze
argumentów i jedno wyjście na wynik. Przykładem takiego
rozwiązania jest układ 74181.
2015-04-08
11
Operacje jakie prowadzi to:
 Operacje logiczne: AND, OR, NOT, XOR,
 Dodawanie,
 Odejmowanie, negacja liczby, dodawanie z przeniesieniem,
zwiększanie/zmniejszanie o 1 ,
 Przesunięcia bitowe o stałą liczbę bitów, czasem też o zmienną
liczbę,
 Mnożenie oraz dzielenie/modulo.
2015-04-08
12
Źródła:
 http://www.zsz.wodzislaw.pl/aaz/klienci/utk/utk12.pdf
 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/F
ull-adder.svg/360px-Full-adder.svg.png
 http://edu.i-lo.tarnow.pl/inf/prg/005_pmc1/0005.php#sumator
 http://pl.wikipedia.org/wiki/Komparator
 http://www.zgapa.pl/zgapedia/Jednostka_arytmetycznologiczna.html
 http://el.pcz.czest.pl/~za/stud/tcyfr/cw2.doc
2015-04-08
13
Dziękuję za uwagę!
Autor: Michał Wójcik
2015-04-08
14