Transcript TIEP114 Sekvenssilogiikka

TIEP114 Tietokoneen rakenne ja
arkkitehtuuri, 3 op
Sekvenssilogiikka
Sekvenssilogiikka
• Sekvenssilogiikka
– piirin ulostulo riippuu aikaisemmasta sisääntulosta
(ja mahdollisesti piirin aiemmasta ulostulosta)
• Kombinaatiologiikka
– Piirin ulostulo riippuu sen hetkisistä sisääntulojen
(jostain) kombinaatiosta (ilman viivettä)
Muisti
• Mitä muisti on?
– Tallennettu jokin aikaisempi tieto
– Tarvitaan ajan käsite!
– Out(nyt) = in(jotain joskus aikaisemmin)
• Out(t) = in(t-1)
– Elektroniikkademoissa RS kiikku (flip-flop)
• Ensin transistoreilla
• Muistaa kumpaa kytkintä on painettu
– 2 sisääntuloa (2 kytkintä)
– Set (S) - asetetaan bitti (sytytetään LED)
– Reset (R) – resetoidaan bitti (sammutetaan LED)
Muisti
• Sitten…
– RS kiikku NOR porteilla
• Ja lopulta
– D kiikku NAND porteilla
• Vain yksi sisääntulo datalle
• Toisella määritellään milloin datasisääntulon signaali
tallennetaan muistiin
Kiikku?
• Säilyttää ulostulossa sisäänmenolla asetetun
tilan (0 tai 1 … 0V tai 5V … LED ei päällä tai
päällä)
– Transistorin ohjausvirta ei katkea kun nappi
päästetään ylös
– Loogisilla porteilla toteutettaessa tehdään
takaisinkytkentä (ulostulo johdotetaan yhdeksi
sisääntuloista)
Erilaisia kiikkuja
• RS kiikku (Reset – Set flip flop)
– 2 sisääntuloa (kytkintä)
• Jos molempia kytkimiä painaa (S=1 ja R=1) , niin kiikun tila määrittelemätön
• 1 ja 0 joudutaan tallentamaan eri linjoja (kytkimiä) käyttäen
• D kiikku (Data flip flop)
– Vain 1 sisääntulo datalle
– Toinen kello signaalille joka määrää milloin uuteen sisääntuloon
reagoidaan
• T kiikku (Toggle flip flop)
– Kääntää ulostulon joka kellojaksolla (voidaan toteuttaa laskuri)
• JK kiikku (JK tulee keksijän nimen etukirjaimista)
– RS ja T kiikkujen kombinaatio, jossa (S=1 ja R=1) aiheuttaa ulostulon
kääntämisen (toggle)
HDL simulaattorissa DFF
• Data Flip Flop
– Chip name: DFF
– Inputs: in
– Outputs: out
– Function: out(t)=in(t-1)
• Ei tarvitse toteuttaa
– Sisäänrakennettu kellotettu piiri
• Vastaa D kiikkua