bài giảng môn học cấu trúc máy tính bài 6 thanh ghi bộ nhớ

Thanh ghi gồm một nhóm các mạch lật và các cổng tác động đến chuyển tiếp của nó... Ngõ nhập đồng hồ chung, khởi động cả 4 mạch lật ở cạnh lên của mỗi xung và dữ liệu tại 4 ngõ vào được

THANH GHI

BỘ NHỚ

Thanh ghi gồm một nhóm các mạch lật

và các cổng tác động đến chuyển tiếp của nó.

THANH GHI (tt)

Các mạch lật lưu thông tin nhị phân và các cổng điều khiển khi nào và cách thức chuyển thông tin mới vào thanh ghi

Thanh ghi đơn giản nhất là loại chỉ có mạch lật và không có cổng ngoài

Ngõ nhập đồng hồ chung, khởi động cả 4 mạch lật ở cạnh lên của mỗi xung và dữ liệu tại 4 ngõ vào được chuyển vào thanh ghi

THANH GHI NẠP SONG SONG

Khi các bit của thanh ghi được nạp đồng thời

với một chuyển tiếp xung đồng hồ, ta nói việc nạp được thực hiện song song

Hầu hết các hệ thống số có một mạch tạo đồng hồ chính cung cấp liên tục dãy xung đồng hồ

Các xung đồng hồ được áp vào tất cả các mạch lật và thanh ghi trong hệ thống

Phải có một tín hiệu điều khiển riêng để xác định xung đồng hồ nào tác động đến thanh ghi nào

THANH GHI NẠP SONG SONG

 Là thanh ghi 4bit có một ngõ nhập điều khiển nạp hướng trực tiếp vào các cổng và vào các ngõ nhập D.

 Các ngõ nhập nhận xung đồng hồ từ mọi lúc.

 Cổng đệm ở ngõ nhập đồng

hồ làm giảm bớt xung lượng cần thiết từ mạch tạo đồng hồ vì nối với 4 ngõ

vào sẽ tốn hơn nối với 1.

THANH GHI NẠP SONG SONG (tt)

 Ngõ nhập nạp xác định hành động tại mỗi xung đồng hồ

 Khi là 1, dữ liệu tại 4 ngõ nhập được chuyển vào thanh ghi với chuyển tiếp dương kế của xung đồng hồ

 Khi là 0, dữ liệu nhập bị cấm và các ngõ vào D nối với ngõ xuất

 Kết nối phản hồi nối xuất với nhập là cần thiết

vì mạch lật D không có điều kiện “không đổi”

 Tại mỗi xung, ngõ nhập D xác định trạng thái của ngõ xuất Để ngõ ra không đổi, phải cho ngõ vào bằng trị hiện hành ngõ ra

THANH GHI DỊCH

phân theo một hoặc cả hai hướng được gọi là thanh ghi dịch

 Thanh ghi dịch gồm một dãy các mạch lật nối với nhau, ngõ ra mạch lật này là ngõ vào mạch lật kia

 Các mạch lật nhận chung xuân đồng hồ để khởi động thao tác dịch từ trạng thái này qua trạng thái kế

@IT THANH GHI DỊCH 2 CHIỀU NẠP

- Một tác vụ dịch – phải và một đường nhập dãy liên kết với dịch phải

- Một tác vụ dịch – trái và một đường nhập dãy liên kết với dịch trái.

@IT THANH GHI DỊCH 2 CHIỀU NẠP

SONG SONG

 Một tác vụ nạp song song và n đường nhập liên kết với chuyển tiếp song song

 n đường ra song song

 Một trạng thái điều khiển giữ thông tin trong thanh ghi không đổi bất chấp các xung đồng

hồ áp vào liên tục

MẠCH ĐẾM NHỊ PHÂN

 Thanh ghi đi qua một dãy trạng thái định trước theo các xung nhập gọi là mạch đếm

 Xung nhập có thể là xung đồng hồ hoặc có thể

từ nguồn bên ngoài

 Chúng có thể xuất hiện đều đặn hoặc bất kỳ

 Mạch đếm được dùng trong hầu hết các thiết bị

họ luận lý số

 Chúng được dùng để đếm số lần xuất hiện các biến cố và tạo các tín hiệu định thời để điều khiển các tác vụ trong máy tính số

 Trường hợp số đếm nhị phân là đơn giản nhất

và mạch đếm này được gọi là mạch đềm nhị phân

MẠCH ĐẾM NHỊ PHÂN (tt)

 Mạch đếm nhị phân n-bit là thanh ghi n mạch lật cùng với các cổng theo một dãy trạng thái tương ứng với số đếm nhị phân n-bit từ 0 đến

BỘ NHỚ (tt)

 Cấu trúc bên trong bộ nhớ xác định bởi số từ

nó có và số bit trong mỗi từ

 Đường địa chỉ là các đường nhập dùng để xác định một từ

 Mỗi từ được gán một số gọi là địa chỉ đi từ 0 đến 2k – 1; với k là số đường địa chỉ

BỘ NHỚ (tt)

 Chọn một từ trong bộ nhớ được thực hiện

bằng cách đưa địa chỉ nhị phân k-bit lên đường địa chỉ

 Một mạch giải mã trong bộ nhớ nhận địa chỉ

này và mở đường để nhận các bit trong từ đã chọn

 Số từ (thường byte) trong bộ nhớ thường tính theo đơn vị K (kilô; 1K = 210byte)

 Có 2 loại bộ nhớ chính: RAM và ROM

- Có thể thực hiện 2 tác vụ trên RAM

* Tác vụ ghi: xác định tác vụ chuyển vào

* Tác vụ đọc: xác định tác vụ chuyển ra

BỘ NHỚ (tt)

 Tác vụ ghi: gồm 3 bước

1 Đưa địa chỉ của từ lên đường địa chỉ

2 Đưa các bit dữ liệu vào đường nhập dữ liệu

3 Kích hoạt tín hiệu ghi

 Tác vụ đọc: gồm 2 bước

1 Đưa địa chỉ của từ lên đường địa chỉ

2 Kích hoạt tín hiệu

BỘ NHỚ (tt)

Memory unit

2k words

n bit per word

n Data input lines

k address lines

Read

Write

n Data output lines

Lược đồ khối RAM

BỘ NHỚ (tt)

 ROM (Read-Only-Memory)- Bộ nhớ chỉ đọc.

- ROM có tác vụ chỉ đọc, không có tác vụ ghi.

- Nội dung trong ROM là vĩnh viễn,

không thay đổi.

- ROM m x n là mảng ô nhớ gồm m từ, mỗi từ có n bit

BỘ NHỚ (tt)

ROM không cần đường điều khiển đọc

vì các đường xuất tự động n bit của từ theo địa chỉ đã chọn.

Vì các ngõ ra chỉ là hàm của các ngõ vào (đường địa chỉ) nên ROM được xếp vào loại mạch tổ hợp.

ROM được tạo ra từ các mạch giải mã

và cổng OR

BỘ NHỚ (tt)

 ROM có nhiều ứng dụng khác nhau

- ROM cho một quan hệ nhập xuất qua bảng chân trị

- Nó có thể tạo một mạch tổ hợp bất kỳ có k

nhập, n xuất

- ROM lưu các chương trình và hằng trị không thay đổi

m x n ROM (m = 2 k )

n address output lines

K address input lines