Bài giảng môn học Kiến trúc máy tính - Mạch logic

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Mạch logic cung cấp cho người học các kiến thức: Mạch số, cổng luận lý, bảng chân trị, một số bất đẳng thức cơ bản, mạch tổ hợp, mô tả mạch tổ hợp, đơn giản hóa hàm logic,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Mơn học: Kiến trúc máy tính • Là thiết bị điện tử hoạt động với mức điện áp: – Cao: thể giá trị luận lý (quy ước) – Thấp: thể giá trị luận lý (quy ước) • Được xây dựng từ thành phần cổng luận lý (logic gate) – Cổng luận lý thiết bị điện tử gồm / nhiều tín hiệu đầu vào (input) tín hiệu đầu (output) – output = F(input_1, input_2, …, input_n) – Tùy thuộc vào cách xử lý hàm F tạo nhiều loại cổng luận lý • Hiện linh kiện để tạo mạch số transistor Tên cổng Hình vẽ đại diện Hàm đại số Bun AND x.y hay xy OR x+y XOR x y NOT x’ hay x NAND (x y)’ hay x.y NOR (x + y)’ hay x + y NXOR (x  y)’ hay x  y AND OR NOT A B out A B out 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 A out 1 NAND NOR XOR A B out A B out A B out 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 x+0=x x.0=0 x+1=1 x.1=x x+x=x x.x=x x + x’ = x x’ = x+y=y+x xy = yx x + (y + z) = (x + y) + z x(yz) = (xy)z x(y + z) = xy + xz x + yz = (x + y)(x + z) (x + y)’ = x’.y’ (De Morgan) (xy)’ = x’ + y’ (De Morgan) (x’)’ = x • Gồm n ngõ vào (input); m ngõ (output) – Mỗi ngõ hàm luận lý ngõ vào • Mạch tổ hợp khơng mang tính ghi nhớ: Ngõ phụ thuộc vào Ngõ vào tại, không xét giá trị khứ • The 7400 chip, containing four NAND gate • The two additional pins supply power (+5 V) and connect the ground 10 • Các ngõ vào xem có độ ưu tiên • Giá trị ngõ phụ thuộc vào ngõ vào có độ ưu tiên cao • Ví dụ: Độ ưu tiên ngõ vào x3 > x2 > x1 > x0 y0 = (x2 + x0x1’).x3’ y1 = (x2 + x1).x3’ y2 = x3 42 y0 = (x2 + x0x1’).x3’ y1 = (x2 + x1).x3’ y2 = x3 43 • Có n ngõ vào, 2n (hoặc hơn) ngõ • Quy định có ngõ mang giá trị = thời điểm • Nếu ngõ vào tạo thành số nhị phân có giá trị = k ngõ = ngõ thứ k 44 45 • Còn gọi mạch chọn liệu • Chọn n ngõ 2n ngõ vào để định giá trị ngõ • Mạch dồn 2n – có 2n ngõ nhập, ngõ xuất n ngõ nhập chọn 46 47 48 49 • Chọn n ngõ 2n ngõ vào để định giá trị ngõ • Mạch DEMUX 1-2n có ngõ nhập, 2n ngõ xuất n ngõ nhập chọn 50 51 52 • F = (5X + 2Y) % • Input: X (2 bit), Y (2 bit) • Output: F (2 bit)  Có ngõ vào, ngõ (mỗi ngõ có tín hiệu biểu diễn cho bit) 53 54 55 56 ... xy + yz = x.(y+z) + yz 35 36 • Mạch tính tốn số học – Mạch cộng/ trừ – Mạch nhân • Mạch so sánh • Mạch dồn/ tách • Thiết kế ALU 37 • Mạch tổ hợp thực phép cộng số học bit • Gồm ngõ vào (A, B: bit... POS (Tích tổng) f 15 16 • Sau viết hàm logic, ta vẽ sơ đồ mạch tổ hợp từ cổng luận lý – Ví dụ: f = xy + xz • Tuy nhiên ta viết lại hàm logic cho sơ đồ mạch sử dụng cổng – Ví dụ: f = xy + xz =... gọi mạch chọn liệu • Chọn n ngõ 2n ngõ vào để định giá trị ngõ • Mạch dồn 2n – có 2n ngõ nhập, ngõ xuất n ngõ nhập chọn 46 47 48 49 • Chọn n ngõ 2n ngõ vào để định giá trị ngõ • Mạch DEMUX 1-2 n