םינומו םירגוא – Registers & Counters
Download
Report
Transcript םינומו םירגוא – Registers & Counters
אוגרים ומונים – & Registers
Counters
לאגירת נתונים ,ומורכבות
• יחידות סטנדרטיות המשמשות
מדלגלגים.
• הם מחזיקים את המשתנים אשר צריכים להיות זמינים בזמן
ריצת תכנית (למשל משתני לולאה).
• מאפשרים מבחר פעולות:
הזזות ימינה ,שמאלה ,מעגליות טעינה פשוטה ומהירה מנייה מעלה ,מטה• משמשים כיחידות הזיכרון ברכיבים המהירים ביותר.
CPU
ALU
CU
Arithmetic Logic Unit
Control Unit
אוגר 4-bitעם
טעינה מקבילית
• שעון משותף
• יש טעינה כל פעם שהשעון
מימוש בעזרת
SRFF
- LOAD = 0אין שינוי ערך
- LOAD = 1טעינה
- CLEAR = 0איפוס
אסינכרוני
אוגר 4-bitעם טעינה
מקבילית ועם בקרה
טעינה מקבילית עם בקרה -מימוש בעזרת
DFF
מימוש מעגל סדרתי ע"י אוגרים
CP
ערך המצב הבא
יציאות
מעגל
צירופי
כניסות
clear = 1
load = 1
• האוגר משמש כ"זוכר מצב"
• המעגל הצירופי יכול להיות ממומש ע"י:
• לוגיקה בדידה
• רכיבים סטנדרטיים )(Mux, Decoder, etc.
• יחידות זיכרון ()ROM
• LOADו CLEAR -קבועים כך שאין השפעה חיצונית על
דוגמה
• שני משתני מצב ,B
A
• משתנה כניסה .X
טבלת
• משתנה יציאה .Y
נוכחי
יציאה הבא המצבים
B
X
A
B
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
' A(t 1) A t X t
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B(t 1) Bt X t
0
1
2
3
4
5
6
7
Y(t) Bt X t
מימוש בעזרת אוגר של 4ביט
A
D1
B
D2
D3
Y
D4
לא
בשימוש
L=1 C=1
X
אוגרי הזזה Shift Registers -
הזזה
שמאלה
הזזה
ימינה
כניסה
טורית
יציאה
טורית
הזזה
מעגלית
שמאלה
הזזה
מעגלית
• ימינה
שימושים:
• כפלים/חילוקים פשוטים
• קודים (לינאריים) לתיקון שגיאות
• הצפנות...
יציאה
טורית
כניסה
טורית
אוגרי הזזה -מימוש פשוט
אוגר הזזה של 4ביטים:
SO
Q
D
Q
D
Q
D
Q
D
SI
CP
Serial Shift Register with Parallel Load
0 0
0 1
0 0
0 1
0 0
0 1
Serial Input for
RIGHT Shift
Serial Input for
LEFT Shift
1 0
1 1
1 0
1 1
1 0
1 1
חיבור טורי ע"י אוגרי הזזה
SO
X
S
Y FA
Z
C
Q
D
FF
SI
SR-A
OP
cp
כניסה חיצונית
SO
SI
SR-B
OP
cp
clear
• זמן החיבור כאורך האוגרים (.)+1
• : DFFשומר את ה Carry -מהשלב הקודם.
• יש לאפס את ה DFF -לפני תחילת החישוב.
• חסכון בחומרה.
• האטה לעומת חיבור מקבילי.
הזז
מינה
CP
מונים Counters -
• מעגלים סדרתיים העוברים דרך סדרת מצבים קבועה מראש.
• שעון או מקור חיצוני גורמים למעבר.
דוגמא :מונה 3סיביות בינאריות
000
• אין כניסות ויציאות
111
001
110
• מעבר מתבצע כל דופק שעון
• משמשים בעיקר לבקרת
תזמון
010
101
011
100
מונה 3ביט – מימוש בעזרת TFF
• עבור מונים בינאריים טבעי להשתמש ב – TFFהיות והפעולה
הבסיסית הנה היפוך מצב.
טבלת עירור עבור מונה 3ביט בינארי
כניסות FF
TX3 TX2 TX1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
סדרת מנייה
X3
X2
X1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
X3
TX1 = 1 (1
1 1
1 1
X2
TX2 = X1 (2
X3
X1
X2
1 1
TX3 = X1X2 (3
X1
i עבור מונה בינארי בן- באינדוקציה
i -1
:סיביות
TX 1 1, TX 2 X1 , TX i X j X1X 2
X i-2 X i-1
j1
TX3
T
Q
TX3
X3
O3
TX21
T
Q
TX2
X2
O2
TX1
T
Q
TX1
X1
O1
1
TX i TX i-1 Xi-1 , TX1 1 :נוסחת רקורסיה
Count
Pulse
מניה מעלה ומניה מטה
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
Count Up
מעברים 0 1או 1 0
מתבצעים כאשר כל הביטים מימין
הנם 11…1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
Count Down
מעברים 0 1או 1 0
מתבצעים כאשר כל הביטים מימין
הנם 00…0
מניה מעלה/מטה
i -1
מניה Ti Q j Q1Q 2 Qi-1
j1
מעלה:
i -1
מניה מטה:
Ti Q Q Q Q
'
'
'
i -1
2
1
'
j
j1
ביטוי בעזרת נוסחאות
רקורסיה
T1 = 1
מניה מעלה:
Ti = Ti-1Qi-1
מניה מטה:
Ti = Ti-1Q'i-1
Up Counter
Down Counter
Up-Down Counter
- 00המצב נשמר
- 10מניה מעלה
- 01מניה מטה
??? - 11
מונה כללי – דוגמא בעזרת JKFF
000001 010 100 101 110
• 6מצבים
• 3דלגלגים
כניסות ה FF -
JA K A J B K B JC K C
0 0 1
0 1 1
1 1 0
0 0 1
0 1 1
1 1 0
סדרת מנייה
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
לא
מנוצל
:מימוש
B
0
A
JA = B
1
0
0
00
0
0
KB = 1
KC = 1
01
11
C
KA = B
JB = C
JC = B’
00
A
1
01
cp
Q
J
JA
10
1
KA
C
A
Q’
K
1
B
11
0
10
B
Q’
K
1
Q
J
C
Q’
K
1
Q
J
דיאגרמת מצבים
111
011
000
110
001
101
010
100
JA JB JC KA KB KCמצב
011 1 1 0 1 1 1
111 1 1 0 1 1 1
100
000
מונים – סיכום
CP
איפוס Reset -
פונקציה /פעולה LOAD COUNT
אפס
0
אין שינוי
0
0
1
טען כניסות
1
מנה (עבור למצב
הבינארי הבא)
1
1
0
Reset
R
L
Load
Count
C
CP
Clock Pulse
הכללה של מניה modulo n
1
• נאתחל את המונה בערך X
• נאפשר מנייה עד ערך X+n-1
• הערך X+n-1יגרום לטעינה מחודשת או לאתחול של המונה
6 מניה מודולו:דוגמה
01 2 3 4 5
L 3 2 10R
Clock
CP 3 2 1 0 C
1
1
1 מונה
1
1
2 מונה
0
L 3 2 10R
3 4 5 6 7 8
Clock
CP 3 2 1 0 C
0 0 11
6
01 2 3 4 5
0
Clock
L 3 2 10R
CP 3 2 1 0 C
אין השפעה
1
3 מונה
(טריק
)מלוכלך
ניתוח מונה 2
Load 3
Load 3
3 ...
8 3 ...
7
8
7
6
6
5
5
4
4
3
3
• נאתחל את המונה בערך 3
• נאפשר מנייה עד ערך 3+6-1=8
• הערך 8יגרום לטעינה מחודשת של המונה
• מחזור מנייה 8 .. 3
8
M
S
3 ניתוח מונה
Master Count-up 5 6
M
S
5
Direct Preset: M0 S0
6
5
Slave Count-up Ends 5 6
0
60
1 ...
1