BÀI GIẢNG KIẾN TRÚC MÁY TÍNH_PHẦN 1

Tham khảo tài liệu ''bài giảng kiến trúc máy tính_phần 1'', công nghệ thông tin, phần cứng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

KI N TRÚC MÁY TÍNH GV: Nguy n Minh Tu n Mail: nmtuan@fit.hcmuns.edu.vn Web: www.is-edu.hcmuns.edu.vn/~nmtuan/1.asp NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 Tài Li u Tham Kh o M.Morris Mano, Computer System Architecture, 3rd ed Prentice Hall, 1993 Robert J Baron & Lee Higbie, Computer Architecture, Addition-Wesley, 1992 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 KI N TRÚC MÁY TÍNH M ch S M ch T H p M ch Tu n T Thanh Ghi & B Nh Bi u Di n D Li u Vi Tác V T Ch c Máy Tính Qui Trình Th c Hi n L nh Thi t K Máy Tính NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 M ch S 1.1 1.2 C 1.3 1.4 B i C ng ng Lu n Lý i S Bun n Karnaugh NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1 iC ng M ch s : m ch n t ho t đ ng hai m c n áp cao th p, g i m ch hai tr ng thái Tr ng thái cao = Tr ng thái th p = Linh ki n c b n đ t o m ch s : - Bóng đèn n t - Transistor NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1 iC ng (tt) Linh ki n đ c ghép n i qua b ng m ch Thu nh m ch m ch tích h p (IC) M ch tích h p Chip Chip: v b c b ng g m ho c ch t d o S pin: 14 đ n 100 ho c h n Các d ng đóng gói chip: DIP, PGA, PQFP NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1 iC DIP (Dual Inline Package): s pin ≤ 80 PGA (Pin Grid Array): s pin ≥ 100 PQFP (Plastic Quad Flat Pack): s pin ≥ 100 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 ng (tt) (a) (b) (c) 1.1 iC ng (tt) M c tích h p: SSI, MSI, LSI, VLSI SSI (Small-scale integration): < 10 MSI (Medium-scale integration): 10-200 LSI (Large-scale integration): 200-1000x VLSI (Very-large-scale integration): >1000x NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1 iC ng (tt) Công ngh m ch = h lu n lý s M ch c b n: c ng NAND, NOR ho c c ng đ o (NOT) Linh ki n t o m ch c b n tên công ngh m ch H lu n lý s : TTL, ECL, MOS, CMOS NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1 iC ng (tt) TTL (Transistor-transistor Logic): DTL (diode-transistor logic) TTL ECL (Emitter-coupled Logic): h th ng ho t đ ng t c đ cao MOS (Metal-oxide semiconductor): m ch c n m t đ thành ph n cao CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor): h th ng c n ti t ki m n NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 10 1.4 B n Karnaugh (tt) Nhóm m t hai bi n cịn C’ Nhóm m t m t bi n AB’ Hàm đ c đ n gi n là: F = C’ + AB’ NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 A’ A A’ A B’ B’ B B 1 1 C’ C C C’ B’ B’ B B C’ C C C’ 58 1.4 B n Karnaugh (tt) Ví d c n b n đ b n bi n v i hàm: F(A,B,C,D) = Σ(0,1,2,6,8,9,10) Có hai nhóm m t nhóm NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 59 1.4 B n Karnaugh (tt) Nhóm m t hai bi n cịn B’D’ A’ C’ C’ C C 1 A’ B A B A D’ D NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 B’ B’ D D’ 60 1.4 B n Karnaugh (tt) Nhóm m t hai bi n B’C’ C’ C’ C A’ 1 B’ A’ B A B A 1 D’ D NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 C B’ D D’ 61 1.4 B n Karnaugh (tt) Nhóm m t m t bi n A’CD’ Hàm đ n gi n là: F = B’D’+B’C’+A’CD’ C’ C’ C A’ B’ A’ B A B A B’ D’ D NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 C D D’ 62 1.4 B n Karnaugh (tt) Bi u th c Bun xu t phát t b n đ c a ví d bi u di n d i d ng t ng tích Trong m t s tr ng h p c n bi u di n hàm đ n gi n d i d ng tích t ng NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 63 1.4 B n Karnaugh (tt) Qui trình t o hàm d ng tích t ng nh sau: ánh vào tr ng nhóm l i ô li n k , ta s nh n đ c F’ L y bù F’ đ c F tích t ng NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 64 1.4 B n Karnaugh (tt) Ví d đ n gi n hàm Bun sau theo c hai d ng t ng tích tích t ng: F(A,B,C,D) = Σ (0,1,2,5,8,9,10) NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 65 1.4 B n Karnaugh (tt) K t ô (2 nhóm 4, nhóm 2) cho hàm đ n gi n d ng t ng tích: F = B’D’ + B’C’ + A’C’D NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 66 1.4 B n Karnaugh (tt) K t (3 nhóm 4) cho hàm bù đ n gi n: F’ = AB + CD + BD’ L y bù F’ đ c F d ng tích t ng: F = (A’ + B’) (C’ + D’) (B’ + D) NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 67 1.4 B n Karnaugh (tt) Hình bên l c đ c a hai bi u th c đ n gi n (a) T ng tích (b) Tích t ng NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 68 1.4 B n Karnaugh (tt) Bi u th c t ng tích có th dùng c ng NAND nh hình (a) tích t ng dùng c ng NOR hình (b) NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 69 1.4 B n Karnaugh (tt) Trong m t s tr ng h p ng i ta không c n l y tr hàm t ng ng v i m t s b tr Trong b n đ ta s ghi ch x (g i tr tu ch n/khơng c n) có th dùng tr trình đ n gi n hàm NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 70 1.4 B n Karnaugh (tt) Ví d cho hàm Bun F v i b tr không c n (tu ch n) d nh sau: F(A,B,C) = Σ(0,2,6) d(A,B,C) = Σ(1,3,5) NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 71 1.4 B n Karnaugh (tt) B n đ t ng ng hình bên bi u th c đ n gi n là: F = A’ + BC’ NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 72 ... V3 .1 - Ch1 - Ns72 - 8 /1/ 03 x 0 0 1 1 y 0 1 0 1 z 1 1 F 0 1 1 42 1. 4 B n Hàm Bun b ng t ng ng v i m t s b tr b ng v i b tr khác NMT - KTMT - V3 .1 - Ch1 - Ns72 - 8 /1/ 03 Karnaugh (tt) x 0 0 1 1 y... Ns72 - 8 /1/ 03 44 1. 4 B n Karnaugh (tt) Ví d b ng chân tr bên có th bi u di n nh sau: F(x,y,z) = Σ (1, 4,5,6,7) NMT - KTMT - V3 .1 - Ch1 - Ns72 - 8 /1/ 03 x 0 0 1 1 y 0 1 0 1 z 1 1 F 0 1 1 45 1. 4 B n... NMT - KTMT - V3 .1 - Ch1 - Ns72 - 8 /1/ 03 A 0 1 B 1 x 1 23 1. 3 i S Bun (tt) Hàm XOR x = A ⊕ B (ho c x = A XOR B) x=A⊕B NMT - KTMT - V3 .1 - Ch1 - Ns72 - 8 /1/ 03 A 0 1 B 1 x 1 24 1. 3 i S Bun (tt)