計(jì)算機(jī)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-wenkub
2022-09-12 05:31:47 本頁(yè)面
【正文】 第四講 主講教師：趙 宏偉 學(xué)時(shí)： 64 計(jì)算機(jī)中常用的邏輯器件 計(jì)算機(jī)中常用的邏輯器件，包括 組合邏輯 和 時(shí)序邏輯 電路兩大類別；也可以劃分為 專用功能 和 通用功能 電路兩大類別。 這一邏輯運(yùn)算功能，顯然可以用 與門、或門、非門 來實(shí)現(xiàn)。最基本的邏輯電路：與門，或門，非門；用它們可以組合出實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜的邏輯運(yùn)算功能的電路。制作出的器件被稱為二極管。計(jì)算機(jī)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第三講 主講教師：趙 宏偉 學(xué)時(shí)： 64 第 2章 數(shù)字電路基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)中的邏輯部件 本章主要內(nèi)容 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ) 基本邏輯門和布爾代數(shù)知識(shí)基礎(chǔ) 組合邏輯電路及其應(yīng)用 時(shí)序邏輯電路及其應(yīng)用 現(xiàn)場(chǎng)可編程器件及其應(yīng)用 晶體二極管及其單方向?qū)щ娞匦? 通常情況下，可把一些物體劃分成 導(dǎo)體 （雙向?qū)щ姡┖? 絕緣體 （不導(dǎo)電）兩大類。 電流 i + P13 晶體三極管和反相器電路 在半導(dǎo)體的基體上，經(jīng)過人工加工，可以生產(chǎn)出三極管，它類似于 2 個(gè)背向相連接的二極管，有 3 個(gè)接線端，分別被稱為集電極、基極和發(fā)射極，其特性是： 基極 發(fā)射極 集電極 +Vcc (+5V) 接地 輸入電平 = V, 三級(jí)管導(dǎo)通， 使輸出電平為 0 V ； 輸入電平 = 0 V , 三級(jí)管截止 ， 使輸出電平 4 V ； 這已經(jīng)構(gòu)成了反相器線路，完成邏輯取反功能。 最基本的邏輯運(yùn)算有：與運(yùn)算， 或運(yùn)算 ， 非運(yùn)算 ，正好可以選用與門、 或門 、 非門 來加以實(shí)現(xiàn)。 邏輯功能的表示和等效電路 邏輯功能可以選用 布爾代數(shù)式 表示， 卡諾圖表示， 真值表 表示，或者用線路邏輯圖表示。 組合邏輯電路 的輸出狀態(tài)只取決于當(dāng)前輸入信號(hào)的狀態(tài)，與過去的輸入信號(hào)的狀態(tài)無(wú)關(guān)，例如加法器，譯碼器，編碼器，數(shù)據(jù)選擇器等電路； 時(shí)序邏輯電路 的輸出狀態(tài)不僅和當(dāng)前的輸入信號(hào)的狀態(tài)有關(guān)，還與以前的輸入信號(hào)的狀態(tài)有關(guān)，即時(shí)序邏輯電路有記憶功能，最基本的記憶電路是觸發(fā)器，包括電平觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器，由基本觸發(fā)器可以構(gòu)成寄存器，計(jì)數(shù)器等部件； 從器件的集成度和功能區(qū)分，可把組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路劃分成低集成度的、只提供 專用功能 的器件，和高集成度的、現(xiàn)場(chǎng)可編程的 通用功能 電路，例如通用陣列邏輯 GAL，復(fù)雜的可編程邏輯器件 CPLD，包括門陣列器件 FPGA，都能實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯或時(shí)序邏輯電路的功能，使用更方便和靈活。 A B C /G1 /G2 G3 總線 例如，當(dāng)控制信號(hào) /G1為低電平， /G2 和 /G3為高電平時(shí)，三態(tài)門的輸入 A 被送到總線上，另外兩個(gè)三態(tài)門的輸出處于高阻態(tài)。 若各數(shù)據(jù)位之間的進(jìn)位信號(hào)是逐位傳送，被稱為串行進(jìn)位，當(dāng)加法器的位數(shù)較多時(shí)，會(huì)使加法運(yùn)算的速度大大降低；從加速加法進(jìn)位信號(hào)的傳送速度考慮，也可以實(shí)現(xiàn)多位的并行進(jìn)位，各位之間幾乎同時(shí)產(chǎn)生送到高位的進(jìn)位輸出信號(hào)。 多位的 ALU 不僅要產(chǎn)生算術(shù)、邏輯運(yùn)算的結(jié)果，還要給出結(jié)果的特征情況，例如算術(shù)運(yùn)算是否產(chǎn)生了向更高位的進(jìn)位，結(jié)果是否為零，結(jié)果的符號(hào)為正還是為負(fù)，是否溢出等；對(duì)邏輯運(yùn)算通常只能檢查結(jié)果是否為零，不存在進(jìn)位和溢出等問題。例如，從多個(gè)寄存器中，選擇指定的一個(gè)寄存器中的內(nèi)容送到 ALU 的一個(gè)輸入端，選擇多個(gè)數(shù)據(jù)中的一個(gè)寫入指定的寄存器，選擇多個(gè)數(shù)據(jù)中的一個(gè)送往指示燈進(jìn)行顯示等等。
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