Bài 1: Cơ sở kỹ thuật số các phần tử logic cơ bản và thông dụng………… 2Bài 2: FLIP FLOP ………………………………………………………. 23Bài 3: Mạch mã hóa và giải mã......................................................................31Bài 4: Mạch ghi dịch ……………………………….………..…….…..….. 48Bài 5: Mạch đếm ………………………………………….……….…..….. 56Bài 6: Bộ nhớ ………………………………………………...……..…….. 651. Khái niệm tín hiệu số, tín hiệu tương tự.1.1 Tín hiệu số. Tín hiệu số là tín hiệu rời rạc, biên độ chỉ có 2 mức thấp và mức cao, còn gọi là mức 1 và mức 0. Mức logic còn phân biệt mức logic âm () và mức logic dương (+). Nếu mức logic 1 chọn lớn hơn mức 0 ta có mức logic dương và nếu mức logic 1 chọn nhỏ hơn mức 0 ta có mức logic âm. Đặc điểm: + Chỉ phát sinh bởi các mạch tích hợp. + Gián đoạn về biên độ, sự chuyển tiếp giữa 2 mức xảy ra nhanh chóng ( không kể về thời gian).1.2 Tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự là các tín hiệu có biên độ làm việc là một hàm số liên tục theo thời gian. Tín hiệu được biểu diễn như hình vẽ: Đặc điểm: + Liên tục về biên độ. + Liên tục về thời gian trong suốt thời gian có tín hiệu. Ưu nhược điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự. Khả năng chống nhiễu do quãng cách biệt giữa 2 mức cao và thấp rõ ràng. Thiết kế và phân tích mạch đơn giản.
MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Mục lục ……………………………………………………….… ….…… Bài 1: Cơ sở kỹ thuật số phần tử logic thông dụng………… Bài 2: FLIP - FLOP ……………………………………………………… 23 Bài 3: Mạch mã hóa giải mã 31 Bài 4: Mạch ghi dịch ……………………………….……… …….… … 48 Bài 5: Mạch đếm ………………………………………….……….… … 56 Bài 6: Bộ nhớ ……………………………………………… …… …… 65 Bài 1: Cơ sở kỹ thuật số,các phần tử logic thông dụng Khái niệm tín hiệu số, tín hiệu tương tự 1.1 Tín hiệu số - Tín hiệu số tín hiệu rời rạc, biên độ có mức thấp mức cao, gọi mức mức - Mức logic phân biệt mức logic âm (-) mức logic dương (+) Nếu mức logic chọn lớn mức ta có mức logic dương nếu mức logic chọn nhỏ mức ta có mức logic âm - Đặc điểm: + Chỉ phát sinh mạch tích hợp + Gián đoạn biên độ, chuyển tiếp mức xảy nhanh chóng ( không kể thời gian) 1.2 Tín hiệu tương tự - Tín hiệu tương tự tín hiệu có biên độ làm việc hàm số liên tục theo thời gian - Tín hiệu biểu diễn hình vẽ: - Đặc điểm: + Liên tục biên độ + Liên tục thời gian suốt thời gian có tín hiệu * Ưu nhược điểm kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự - Khả chống nhiễu quãng cách biệt mức cao thấp rõ ràng - Thiết kế phân tích mạch đơn giản Khái niệm mã hệ đếm 2.1 Phân loại mã Trong đời sống hàng ngày, người giao tiếp với thông qua hệ thống ngôn ngữ quy ước máy tính xử lý liệu nhị phân Do đó, vấn đề đặt làm thế tạo giao diện dễ dàng người máy tính, nghĩa máy tính thực tốn người đặt Để thực điều đó, người ta đặt vấn đề mã hoá liệu Như vậy, mã hố q trình biến đổi ký hiệu quen thuộc người sang ký hiệu quen thuộc với máy tính Các lĩnh vực mã hố gồm: Số thập phân - Tiếng nói - Hình ảnh… - Hình ảnh… - Ký tự - Tập lệnh a Mã BCD Trong thực tế để mã hoá số thập phân, người ta sử dụng số nhị phân bit Ví dụ: 0000 0001 0010 Việc sử dụng số nhị phân để mã hoá số phập phân gọi mã BCD (Binary Code Decimal) Các ký số thập phân từ đến cần có bit nhị phân thể VD: 810 = 1000BCD 210 = 0010BCD 1510 = 1111BCD 1210 = 1010BCD Như vậy, nhóm bit biểu diễn số tương ứng lớn 15 hệ 10 ( thập phân) Nếu số thập phân lớn 15 dùng nhiều nhóm BCD để biểu diễn VD: 1710 = 0001 01111BCD Mã BCD gọi mã 8421 để nhấn mạnh trọng số ký số sử dụng từ mã 23, 22, 21, b Mã Gray Mã vòng Gray có đặc điểm quan trọng từ mã liên tiếp khác giá trị nhị phân giá trị chúng, đó ta có khoảng cách từ mã liên tiếp ( đo số bít khác trị chúng) khoảng cachs tồi thiểu Ví dụ: Mã Gray: → 0011 → 0010 Còn mã BCD 8421: → 0011 Chú ý: Mã Grây suy từ mã BCD 8421 cách: bit 0,1 đứng sau bit (ở mã BCD 8421) chuyển sang mã grây giữ ngun, cịn bit 0,1 đứng sau bit (ở mã BCD 8421) Khi chuyển sang mã grây đổi ngược lại, nghĩa từ bit thành bit bit thành bit c Mã Johnson Sử dụng bít nhị phân để biểu diễn số hệ 10 Loại từ mã này, dãy từ mac liên tiếp kí số dịch dần từ trái qua phải cho đến đầu (J4 = J3 = J2 = J1= J0 = 1) đến lượt ký số dịch dần theo quy luật 2.2 Phân loại hệ đếm a Khái niệm Hệ đếm tập hợp phương pháp gọi biểu diễn số ký hiệu có giá trị số lượng xác định gọi chữ số b Phân loại: Phân thành loại: * Hệ đếm theo vị trí: Là hệ đếm mà đó giá trị số lượng chữ số phụ thuộc vào vị trí nó đứng số Ví dụ: 2008 (Hệ thập phân), 1111 (Hệ nhị phân) * Hệ đếm khơng theo vị trí Là hệ đếm mà đó giá trị số lượng chữ số không phụ thuộc vào vị trí nó tương ứng số Ví dụ: Hệ đếm La mã: I, II, V,… c Một số hệ đếm thông dụng: c.1 Hệ đếm mười (thập phân): Có sở 10, chữ số hệ đếm là: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, Ví dụ: số 1278 = 1.103 + 2.102 + 7.101 + 8.100 biểu diễn nghìn hai trăm bảy mươi tám đơn vị theo nghĩa thông thường c.2 Hệ đếm hai (nhị phân): có sở 2, chữ số hệ đếm ví dụ: 1011 hệ nhị phân biểu diễn giá trị A = 1.23 + 0.22 + 1.21 + 1.20 = 11 hệ đếm 10 thông thường * Hệ đếm nhị phân gọi hệ đếm số hệ đếm mà đó người ta sử dụng hai ký hiệu để biểu diễn tất số Hai ký hiệu đó gọi chung bit digit nó đặc trưng cho mạch điện tử có hai trạng thái ổn định Một nhóm bit gọi nibble Một nhóm bit gọi byte Một nhóm nhiều bytes gọi từ (word) Xét số nhị phân bit: a3a2a1a0 Biểu diễn dạng đa thức theo số nó là: a3a2 a1a0 a3 23 a2 22 a1.21 a0 20 Trong đó: - 20, 21, 22,23 gọi trọng số - a0 gọi bit có trọng số nhỏ nhất, hay gọi bit có ý nghĩa nhỏ - a3 gọi bit có trọng số lớn nhất, hay gọi bit có ý nghĩa lớn Như vậy, với số nhị phân bit a3a2a1a0 mà đó chữ số nhận giá trị {0,1}, lúc đó ta có 24 = 16 tổ hợp nhị phân * Các phép tính số nhị phân Phép cộng Để cộng hai số nhị phân người ta dựa quy tắc cộng sau: Phép trừ Phép nhân Phép chia * Hệ đếm mười sáu (thập lục phân – hexa): Có sở 16 với chữ số: 0, 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E F Ví dụ: 8E hệ đếm Hexa biểu diễn giá trị A = 8.161 + 14.160 = 142 hệ đếm 10 thông thường * Hệ đếm tám (bát phân – octa): Có sở với chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, Ví dụ: Con số 12 hệ octa biểu diễn giá trị A = 1.81 + 2.80 = 10 hệ đếm thông thường Bảng đối chiếu 16 số hệ đếm Hệ 10 Hệ Hệ 16 Hệ 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 10 1001 11 10 1010 A 12 11 1011 B 13 12 1100 C 14 13 1101 D 15 14 1110 E 16 15 1111 F 17 Đại số Logic Trong mạch số tín hiệu thường cho hai mức điện áp 0(v) 5(v) linh kiện điện tử dùng mạch số làm việc hai trạng thái (tắt thông) Do để mô tả mạch số người ta dùng hệ nhị phân (Binary) hai trạng thái mạch mã hoá tương ứng "1" "0" Hệ nhị phân thể trạng thái vật lý mà hệ thập phân Môn đại số mang tên người sáng lập nó - Đại số Boole gọi đại số logic 3.1 Khái niệm Đại số logic hay gọi đại số Boole mơn tốn học dùng để giarni quyết phép toán hệ thống số nhị phân Trạng thái đối tượng có gán - KH: A Trạng thái đối tượng không gán - KH: A Bởi đại lượng có hai trạng thái nên đại số Boole khác đại số thường dễ tính tốn Ở đại số Boole không có phân số, số thập phân, số ảo, số phức, số… mà thực chủ ́u phép tính tốn sau: - Phép OR - Phép phủ định NOT - Phép AND Các phép tính áp dụng cho logic 1: 3.2 Các tính chất * Một biến số Giao hoán Phối hợp Phân phối Một số đẳng thức hữu dụng Định lý De Morgan Các định lý đại số Boole chứng minh hay kiểm chứng nhiều cách Các cách chứng minh hay kiểm chứng tương đối đơn giản, người đọc có thể tự chứng minh hay kiểm chứng 3.3 Phương pháp biểu diễn tối thiểu hàm logic a Phương pháp biểu diễn hàm logic * Giản đồ Venn Còn gọi giản đồ Venn, đặc biệt dùng lãnh vực tập hợp Mỗi biến logic chia không gian vùng không gian con, vùng đó giá trị biến (hay=1), vùng lại vùng phụ đó giá trị biến sai (hay=0) Thí dụ: Phần giao hai tập hợp A B (gạch chéo) biểu diễn tập hợp đó A B (A AND B) * Bảng thật Nếu hàm có n biến, bảng chân lý có n+1 cột 2n + hàng Hàng tên biến hàm, hàng cịn lại trình bày tổ hợp n biến n tổ hợp có thể có Các cột đầu ghi giá trị biến, cột cuối ghi giá trị hàm tương ứng với tổ hợp biến hàng (gọi trị riêng hàm) Thí dụ: Hàm OR biến A, B: f(A,B) = (A OR B) có bảng chân lý tương ứng Hai hàm logic có bảng chân lý coi tương đương với A 0 1 B 1 f(A,B) = A OR 1 - Xây dựng bảng thật: 10 Chuyển đổi liệu nối tiếp sang song song ngược lại Các máy tính hay vi xử lí giao tiếp với hay với thiết bị thường trao đổi liệu dạng nối tiếp chúng có khoảng cách xa Ngoài cách dùng dồn kênh tách kênh đầu truyền mà ta đã nói chương ghi dịch có thể dùng Các ghi dịch chuyển song song sang nối tiếp thay thế cho mạch dồn kênh ghi dịch chuyển nối tiếp sang song song thay thế cho mạch tách kênh Bên cạnh ghi dịch, cần phải có mạch khác để đồng bộ, chống nhiễu, rị sai… nhằm thực q trình truyền nối tiếp hiệu hình 3.2.11 Truyền liệu nối tiếp Bus truyền liệu Bây liệu với đường liệu song song vừa nhận từ tách kênh đó (còn gọi byte), ta có thể dùng chung cho nhiều mạch không? Sở dĩ có yêu cầu đó máy vi tính có nhiều mạch liên kết với đường liệu địa gồm nhiều bit liệu 8, 16, 32… mà ta đã biết đến nó với tên bus Vậy bus đường liệu dùng chung cho nhiều mạch (chẳng hạn bus vi xử lí, chíp nhớ bán dẫn, chuyển đổi tương tự số,… Chỉ có đường bus mà lại dùng chung cho nhiều mạch, đó để tránh tranh chấp mạch cần phải có phận điều khiển quyết định cho phép mạch thông với bus, mạch khác bị cắt khỏi bus Vậy ghi hay đệm trạng thái dùng 54 Hình minh hoạ cho đường bus bit nối vi xử lí với đếm bit, bàn phím, nút nhấn Giả sử thiết bị cần giao tiếp với vi xử lí, có đường truyền nếu tất đồng loạt đưa lên có thể bị ảnh hưởng lẫn liệu, thông tin nhận không xác Do đó vi xử lí quyết định: chẳng hạn nó đặt ngõ OE1 cho phép đếm cho mạch đếm đưa liệu lên bus chân OE2 OE3 ngưng làm liệu từ bàn phím nút nhấn bị ngắt (chờ) tức ngõ đệm hay ghi trạng thái trạng thái tổng trở cao Tương tự vi xử lí cần giao tiếp với mạch khác Với tốc độ xử lí hàng trăm hàng ngàn MHz việc liệu phải chờ không đáng kể đó thiết bị giao tiếp với nhanh dường đồng thời 55 Bài 6: Mạch đếm Khái niệm Lợi dụng tính đảo trạng thái FF JK J=K=1, người ta thực mạch đếm Chức mạch đếm đếm số xung CK đưa vào đầu vào thể số trạng thái có thể có đầu Nếu xét khía cạnh tần số tín hiệu mạch đếm có chức chia tần, nghĩa tần số tín hiệu đầu kết phép chia tần số tín hiệu CK đầu vào cho số đếm mạch - Đếm khả nhớ xung đầu vào, thực thao tác đếm gọi mạch đếm Mạch đếm tạo thành từ kết hợp Flip - Flop Mạch có đầu vào cho xung đếm nhiều đầu đầu Q Flip Flop Nhận xét: - Số nhị phân có chữ số 1, gọi bit - Mỗi Flip - Flop có đầu Q có trạng thái - Cho nên đầu Q tương ứng với bit số nhị phân - Nếu ghép Flip - Flop lại kết số nhị phân có nhiều bit, số bít số Flip - Flop - Điều kiện để hình thành mạch đếm phải có trạng thái khác có xung đếm vào Nếu mạch có Flip - Flop đầu vào có đầu Q với trạng thái Nếu mạch có Flip - Flop đầu vào có đầu Q với trạng thái Nếu mạch có Flip - Flop đầu vào có đầu Q với trạng thái (23) Vậy nếu mạch có n Flip - Flop đầu vào có n đầu Q với 2n trạng thái - Số trạng thái khác đó gọi dung lượng mạch đếm gọi Modul mạch đếm( Mod M, M số nguyên dương) - Khi mạch đếm đến trạng thái thứ M nếu tiếp tục có xung đếm mạch đếm phải tự động trở trạng thái ban đầu đếm lại b Phân loại: 56 * Theo cách ghép Flip - Flop vào khác biệt hệ số đếm đếm - Mạch đếm hệ nhị phân - Mạch đếm thập phân - Mạch đếm Mod M * Theo chức vào tác động xung đồng hồ đầu vào - Mạch đếm lên - Mạch đếm xuống - Mạch đếm vòng *Theo phương pháp đưa xung đếm theo tình thay đổi trạng thái FF - Đếm đồng - Đếm không đồng c ứng dụng mạch đếm: Mạch đếm ứng dụng hầu hết thiết bị điện tử số đời sống kỹ thuật Sự phân loại mạng tính chất tương đối đáp ứng yếu tố Trong thực tế mạch đếm bao hàm yếu tố Mạch đếm (đếm thập phân, nhị phân) a Ký hiệu Hình trình bày mạch đếm gồm FF T mắc nối tiếp Các ngõ vào T (hay J=K) tầng FF để trống hay nối lên +Vcc Xung cần đếm đưa vào ngõ ck tác động cạnh xuống tầng FF (nó có thể chuỗi xung vng có chu kì khơng cố định) Các ngõ Q nối tới ngõ vào đếm ck tầng sau nó (nếu có) Chúng đặt tên Q0 (LSB), Q1, Q2, Q3 (MSB) 57 b Bảng trạng thái Số xung vào RS 10 11 c Nguyên lý hoạt động Số nhị phân Q3 0 0 0 1 1 1 Q2 0 0 1 0 0 1 Số thập Q1 0 1 1 0 1 0 Q0 1 1 1 Mạch đếm đồng bộ, không đồng a Mạch đếm đồng 58 Phân 10 11 Xung Ck tác động đồng thời Flip - Flop mạch điên Xung Ck tác động cạnh lên hay cạnh xuống không ảnh hưởng đến hướng đếm Xét bảng chuyển trạng thái Flip - Flop: Q0 Q 0 1 1 * Mạch đếm lên J x x K x x R x S x 0 T 1 D 1 VD: Khảo sát mạch đếm đồng bộ, đếm lên sử dụng Flip - Flop JK: + Bảng trạng thái: Q1(MSB) 0 1 Q0 (LSB) 1 J1 K1 X X X X J0 X X K0 X X Nhóm 74LS160/161/162/163 Cả IC có kiểu chân ngõ vào tương tự nhau; có xung ck nảy cạnh xuống cấu tạo có thêm mạch đệm sau ngõ đồng bộ; có khả nạp song song; preset đồng bộ; có thể nối chồng nhiều IC để có số mod lớn nhiều có - LS160, LS161 IC đếm chia 10 LS161 LS163 đếm chia 16 - LS160 LS161 có chân xoá Cl khơng đồng cịn LS161, LS163 có chân xố Cl đồng Nhóm 74190, 74191 74LS190 mạch đếm chia 10 74LS191 mạch đếm chia 16 Chúng có kiểu chân chức - Chân EnG (enable gate) ngõ vào cho phép tác động thấp; chân U/D ngõ cho phép đếm lên hay xuống (thấp) - Chân RC (ripple clock) xung rợn xuống thấp đếm hết số; dùng cho 59 việc nối tầng xác định tần số xung max/min nối tới chân LD (load) tầng sau Cách nối tầng sau : chân RC tầng trước nối tới chân ck tầng sau, mạch đếm đồng toàn mạch đếm bất đồng Cách khác chân RC tầng trước nối tới chân EnG tầng sau, xung ck dùng đồng tới tầng Nhóm 74LS192, LS193 LS192 mạch đếm chia 10 LS193 mạch đếm chia 16 Cả loại cấu trúc chân có khả đếm lên hay xuống Khi đếm lên xung ck đưa vào chân CKU đếm xuống xung ck đưa vào chân CKD Khi đếm lên hết số chân Carry xuống thấp, đếm xuống hết số chân Borrow xuồng thấp chân dùng cần nối tầng nhiều IC Đặc biệt mạch có thể đặt trước số đếm ban đầu chân ABCD chân LD xuống thấp phép nạp số ban đầu Nhóm 74HC/HCT4518 74HC/HCT4520 Đây IC đếm đồng họ CMOS dùng FF D hoạt động tương tự IC kể cấu tạo từ cổng logic CMOS nên tần số hoạt động thấp so với IC loại bù lại tiêu tán công suất thấp 4518 IC đếm chia 10 4520 IC đếm chia 16 Cấu trúc chân đặc tính chúng Chân nhận xung ck chân cho phép E có thể chuyển đổi chức cho đó mạch có thể tác động cạnh xuống hay cạnh lên Mạch cho phép nối tầng nhiều IC nối Q3 tầng trước tới ngõ E tầng sau b Mạch đếm không đồng Mạch đếm khơng đồng mạch đếm mà tín hiệu FF tín hiệu vào xung CK FF kế tiếp Tức FF thứ M chuyển trạng thái tới FF thứ M+1 chuyển trạng thái Ta tính số FF theo Modul đếm sau: 60 Nếu ta có: M Modul đếm N số FF ta có: M = 2n VD: Mạch đếm với Modul M = 16 Với mạch đếm yêu cầu 16 trạng thái (M=16) ta phải cần số FF + Bảng trạng thái: Số Mã số sau Trị thập xung có xung vào phân Q3 Q2 Q1 Q0 vào Xoá 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 10 1 10 11 1 11 12 1 0 12 61 13 1 13 14 1 14 15 1 1 15 16 0 0 17 0 1 Giản đồ theo thời gian: + Thiết kế mạch điện: Hình trình bày mạch đếm gồm FF T mắc nối tiếp Các ngõ vào T (hay J=K) tầng FF để trống hay nối lên +Vcc Xung cần đếm đưa vào ngõ ck tác động cạnh xuống tầng FF (nó có thể chuỗi xung vuông có chu kì khơng cố định) Các ngõ Q nối tới ngõ vào đếm ck tầng sau nó (nếu có) Chúng đặt tên Q0 (LSB), Q1, Q2, Q3 (MSB) Mạch đếm thường hoạt động trạng thái ban đầu 0000 đó xung tác động mức thấp áp vào ngõ Cl tầng FF để đặt trạng thái ngõ 0000 62 Khi xung đếm ck tác động cạnh xuống Q0 lật trạng thái tức Q0 = Ở cạnh xuống thứ xung ck, Q0 lại lật trạng thái lần nữa, tức Q0 = Như sau lần tác động ck Q0 lại lật trạng thái lần, sau lần ck tác động, Q0 lặp lại trạng thái ban đầu, đó nếu xung ck có chu kì T tần số f xung ngõ Q0 có chu kì 2T tần số 1/2f Như xung đếm ck đã chia đôi tần số sau tầng FF Do Q0 lại trở thành ngõ vào xung đếm FF thứ (FF B) nên tương tự tần fQ1 nửa fQ0 Với tầng FF fQ3 = 1/2fQ2 = 1/4fQ1 = 1/8fQ0 = 1/16f Như với FF ta có 16 trạng thái logic ngõ từ 0000(010) xung đếm đến 1111 (1510) xung đếm thứ 16, tức trị thập phân số xung đếm vào mạch đếm nhị phân bit (có tầng FF, tần số chia đổi sau tầng) hay mạch đếm chia 16 Mạch đếm vòng Thực chất mạch ghi dịch đó ta cho hồi tiếp từ đầu đó đầu vào để thực chu kỳ đếm Tùy đường hồi tiếp mà ta có chu kỳ đếm khác Sau ta khảo sát vài loại mạch đếm vòng phổ biến * Hồi tiếp từ QD JA QD KA Đối với mạch này, đếm vòng thấy có đặt trước đầu - Đặt trước QA =1, ta kết bảng - Nếu đặt trước QA = QB = ta có bảng: 63 Bảng trạng thái Nguyên lý hoạt động Bài 8: Các nhớ bán dẫn Khái niệm chung a Khái niệm Đối với thiết bị số, khả chứa đựng liệu yêu cầu quan trọng Chẳng hạn máy tính, số cần thiết phép tốn phải lưu trữ máy Còn thiết bị điều khiển số lệnh điều khiển phải lưu trữ để thực dần theo trình tự đó Vì vậy, nhớ thành phần thiếu thiết bị số Khi nghiên cứu nhớ, thông tin hay liệu lưu chuyển thiết bị số phải viết dạng mã hệ 2, tức chuỗi kết hợp và biểu diễn hai mức điện thế khác Thông thường, thông tin hay liệu tạo thành từ đơn vị gọi từ (word) Một từ có chiều dài định tuỳ theo loại máy, chẳng hạn bit, 16 bit, 32 bit, v v Từ thành phần thông tin Các phận thiết bị thường truyền hay nhận vào nguyên từ (hay nguyên từ) vài bit từ Tuy nhiên, từ tạo thành từ nhiều bít nên đơn vị nhớ bit Khi so sánh nhớ người ta thường lưu ý đến đặc tính sau: + Dung lượng Dung lượng (hay nói rõ dung lượng nhớ) khối lượng thông tin hay liệu có thể lưu trữ nhớ Để xác định dung lượng ta thường dùng đơn vị số bít (hoặc kilobit megabit) Dung lượng liên quan mật thiết đến giá thành nhớ Giá thành đánh giá theo tiêu chuẩn: chi phí/ bit 64 + Thời gian thâm nhập (access time) Thời gian gồm có phần: thứ thời gian cần thiết để xác định vị trí cần thiết từ (thời gian tìm từ) nhớ thứ hai thời gian cần thiết để lấy khỏi nhớ Thời gian thâm nhập (viết tắt at) thông số quan trọng nhớ, nếu nó kéo dài làm giảm khả làm việc thiết bị thiết bị hoạt động chừng chúng nhận liệu mà b Phân loại Bộ nhớ thường chia làm hai loại vào hai tính chất vừa nêu nhớ nhớ phụ * Bộ nhớ Bộ nhớ nằm gần xử lý liệu cần có at ngắn ( sec) với dung lượng không cần lớn (vài chục kilobit có thể được) Phần chứa liệu, thông tin, lệnh cần cho công tác * Bộ nhớ phụ Bộ nhớ phụ không cần thiết phải nằm gần thiết bị, at có thể lớn (tới ms) lại cần có dung lượng lớn (từ hàng chục kilobit trở lên, có thể đến hàng chục megabit) để lưu trữ thông tin chưa cần kết vừa xử lý xong Chúng có tính chất thư viện Bộ nhớ có khả lưu trữ, sử dụng ta phải ghi liệu vào (thường gọi viết vào) lấy liệu (thường gọi đọc ra) Việc viết đọc thường bao gồm việc xác định vị trí từ nhớ Mỗi từ (trong nhớ) phải có vị trí riêng xác định mã số gọi địa từ Như nhớ cần phải có mạch để xác định địa từ trước đọc hay viết Ta thường có thể xoá liệu cũ nhớ để viết vào đó liệu mới, loại nhớ gọi nhớ đọc - viết (Read - Write Memory) Sở dĩ phải gọi thế cần phải phân biệt với loại nhớ khác có chứa sẵn liệu, sử dụng ta cần đọc mà khơng viết vào Với loại nhớ liệu ghi vào trình chế tạo, sau đó nội dung nhớ lưu trữ vĩnh viễn nhớ mà không thay đổi Loại gọi nhớ đọc (Read 65 Only Memory) ứng dụng loại thường để chứa lệnh điều khiển hoạt động thiết bị mà lệnh không cần thay đổi trình làm việc khác Nằm hai loại nhớ nói có loại nhớ khác, chúng giống nhớ đọc viết chỗ có thể viết vào phương tiện đặc biệt sau đó nội dung lưu trữ vĩnh viễn cho đến ta muốn xoá (tất nhiên phương tiện đặc biệt), loại nhớ gọi nhớ bán cố định (Read Mostly Memory) Bộ nhớ ROM a Khái niệm ROM Ưu điểm hệ thống số so với hệ thống tương tự khả lưu trữ dễ dàng dung lượng lớn thông tin khoảng thời gian ngắn hay dài Khả nhớ yếu tố quan trọng giúp cho hệ thống số trở nên linh hoạt ngày MROM (Mask ROM): lập trình nhà sản xuất Ưu nhược điểm: có tính kinh tế sản xất hàng loạt lại không phục hồi chương trình bị sai, hỏng - PROM (Programmable): Đây loại ROM cho phép lập trình nhà sản xuất Nhược điểm: nếu hỏng không phục hồi - EPROM (Erasable ROM): loại PROM có thể xố lập trình lại Ứng dụng: chứa chương trình điều khiển vào máy tính, PC, P, C, ROM BIOS Dùng để chứa ký tự Dùng để chứa biến đổi hàm Hình 5.20: Sơ đồ khối ROM 16x8 = 128 bit b Cấu trúc chung ROM c Các dạng ROM thường gặp Bộ nhớ RAM 66 a Khái niệm RAM Thuật ngữ RAM viết tắt từ tiếng anh Random Access Memory, thường dùng để nhớ đọc viết Bộ nhớ Ram thường sử dụng thiết bị tính để cất giữ kết trung gian hay kêt tạm thời thực chương trình điều khiển Như ta biết mạch FF có hai trạng thái bền, tiện dụng để làm đơn vị nhớ nhớ đọc viết Tuy nhiên, q khứ ý tưởng khơng thực mạch FF làm phận rời có kích thước tương đối lớn, tiêu thụ công suất đáng kể tốn Nhưng từ kỹ thuật mạch tích hợp đời người ta chế tạo mạch tích hợp với nhiều phận bán dẫn diện tích Silic ngày bé Từ đó nhớ bán dẫn dùng FF đời Hiện có hai loại nhớ bán dẫn RAM dùng Tranzitor lưỡng cực (npn) loại MOSFET + Bộ nhớ Ram dùng Tranzitor lưỡng cực lấy FF làm đơn vị nhớ nên vận tốc cao, at vào khoảng vài chục nanosec công suất tiêu thụ vào khoảng nanowatt/bit + Bộ nhớ RAM dùng MOSFET chia làm hai loại: - Loại tĩnh (static) lấy cấu trúc FF làm đơn vị nhớ - Loại động (dynamic) lợi dụng điện dung kí sinh cực cổng (gate) để chứa liệu Sở dĩ người ta gọi tĩnh động loại dùng FF khơng cần xung kích thích để tăng cường thêm điện tích tụ điện (thao tác làm tươi nhớ ), nếu khơng điện tích giảm liệu Nói chung nhớ MOSFET chậm nhớ lưỡng cực bù lại đơn vị nhớ có kích thước nhỏ nên có thể thu gọn nhiều đơn vị nhớ diện tích silic nhỏ mà cơng suất tiêu thụ lại không đáng kể (chẳng hạn 250 mW cho 4096 bit nhớ thế hệ đầu tiên) Khi cần nhớ RAM có dung lượng lớn ta có thể mắc nhiều nhớ nhỏ lại với mà kích thước tồn thể khơng lớn b Cấu trúc chung RAM 67 c Các dạng RAM thường gặp 68 ... Bởi đại lượng có hai trạng thái nên đại số Boole khác đại số thường dễ tính tốn Ở đại số Boole khơng có phân số, số thập phân, số ảo, số phức, số? ?? mà thực chủ ́u phép tính tốn sau: - Phép... * Đổi số 10 sang số d Về nguyên tắc, người ta lấy số số chia liên tiếp cho số d đến thương số khơng thơi Ví dụ: Kết luận: Gọi d1, d2, …, dn số dư phép chia số thập phân cho số d lần thứ 1,2,3,4,…,n... phân Môn đại số mang tên người sáng lập nó - Đại số Boole gọi đại số logic 3.1 Khái niệm Đại số logic hay gọi đại số Boole mơn tốn học dùng để giarni qút phép tốn hệ thống số nhị phân