Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F2 1 IS1500 Datorteknik och komponenter Föreläsning DC F2 Kretsar med återkoppling Minnen.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F2 1 IS1500 Datorteknik och komponenter Föreläsning DC F2 Kretsar med återkoppling Minnen."— Presentationens avskrift:

1 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F2 1 IS1500 Datorteknik och komponenter Föreläsning DC F2 Kretsar med återkoppling Minnen

2 IS1500 Datorteknik o k Digitala komponenter Assemblerprogram C In- och utmatning Avbrott och "trap" Cacheminnen Trådar, synkronisering DC F1 DC F2 CE F1 CE F3 CE F4 CE F5 CE F6 CE F7 CE F8 CE F9 CE F10 CE F2 DC Ö1 DC Ö2 CE Ö4 CE Ö1 CE Ö2 CE Ö3 CE Ö10 CE Ö1 CE Ö2 CE Ö3 CE Ö5CE Ö6 lab dicom lab nios2time hemlab C lab nios2io lab nios2int hemlab cache hemlab trådar tentamen

3 Från föreläsning DC-F1 zMånga olika grindar: AND, OR, INV NAND, NOR, XOR, XNOR,... zAvkodare zMultiplexer zHeladderare, zNegativa heltal med 2-komplementrepr. zAdderarkrets, även för subtraktion zKomparator 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F23

4 Exempel på grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F24

5 Exempel på avkodare 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F25 m insignaler n utsignaler m till n avkodare ( n är oftast 2 m ) 2-4 avkodare, 3-8 avkodare,... 0 n-1 Insignaler anger binärt index för den utsignal som ska vara aktiv......

6 Exempel på multiplexer (väljare) 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F26 en utsignal m till 1 multiplexer ( m är oftast jämn 2-potens, 2 n ) 2-1 mux, 4-1 mux, 8-1 mux,..... m st insignaler n styrsignaler/adress Styrsignaler anger binärt index för den insignal som ska finnas på utsignalen......

7 Heladderare Full Adder 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F27 ab c in s C ut FA Adderar binärt en position inklusive carryin

8 Adderar-krets (för heltal i 2komplement) 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F28 FA Adderar 2 n-bitars heltal i 2 komplementrepresentation Det kan bli overflow/ spill !!!

9 Adderar-krets subtraktion 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F29 FA SUB/ADD Subtraktion utförs som addition av 2-komplement A – B = A + ( -B )

10 Komparator 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F210 U=1 om A = B (i varje av de n bitpositionerna) U=0 för alla andra fall AB n n Komparator

11 Föreläsning DC-F2 nya komponenter zlatch, flip-flop, vippa zD-vippa, T-vippa,... zRegister (flera vippor) zRegister File (flera register) zMinneskrets (lagrar många bitar) zMinnesmodul (byggs av många minneskretsar) zSekvensnät August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F211

12 Kombinatoriskt nät 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F212 X0X0 X1X1 X2X2 U1U1 U0U0... med NAND-nät kan varje Boolesk funktion byggas Utsignalernas värde beror på nuvarande värde på insignaler (inte på tidigare värden)

13 Kombinatoriskt nät ett exempel 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F213 b a x Analysera detta NAND-nät x =......

14 Nät med återkoppling 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F214 R S Q Rita om detta nät så får man figur som på nästa sida Q’

15 SR-latch med NOR-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F215 R S Q Q’ R är en Reset-signal, S är en Set-signal Båda är aktivt höga

16 SR-latch med NOR-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F216 R S Q Q’ Exempel på ”stabilt” läge Vad händer om man ändrar S från 0 till 1 och till baks till 0

17 SR-latch med NOR-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F217 R S Q Q’ Exempel på ”stabilt” läge Vad händer om man ändrar S från 0 till 1 och tillbaks till 0 Latchen slår om från 0 till 1 (S = Set)

18 SR-latch med NOR-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F218 R S Q Q’ Exempel på ”stabilt” läge Vad händer om man ändrar R från 0 till 1 och tillbaks till 0

19 SR-latch med NOR-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F219 R S Q Q’ Exempel på ”stabilt” läge Vad händer om man ändrar R från 0 till 1 och tillbaks till 0 Latchen slår om från 1 till 0 (R = Reset)

20 Klockad SR-latch med NOR-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F220 R S Q Q’ clock D Utsignalen Q följer insignal D då clock är aktiv (hög) Utsignalen Q ”låses” då clock blir passiv (”går låg”)

21 SR-latch med NAND-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F221 S’ R’ Q Q’ R’ är en Reset-signal, S’ är en Set-signal Båda är aktivt låga

22 Klockad SR-latch med NAND-grindar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F222 C S’ R’ Q Q’ D Utsignalen Q följer insignal D då C är aktiv (hög) Utsignalen Q ”låses” då C blir passiv (”går låg”)

23 D flip-flop triggar på negativ flank 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F223 C Q D C Q D C DQ

24 Flanktriggad D-vippa ”standard-vippa” 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F224 Synkront omslag (till D) sker på positiv flank på C Asynkront omslag vid låg signal på clear eller preset C D preset Q Q’ clear preset Q Q’

25 Synkron D-vippa 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F225 clock D preset Q Q’ clear WR D in clock 0 1 D ut Synkront omslag (till D) sker på positiv flank på clock om WR=1 Om WR=0 har skrivs gamla värdet in i vippan (inget omslag)

26 Synkron T-vippa 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F226 clock D preset Q Q’ clear T clock 0 1 D ut Synkront omslag (växling) sker på positiv flank på clock om T=1 Om T=0 har skrivs gamla värdet in i vippan (inget omslag)

27 Synkront register, 32 bitar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F227 clock D in D ut 32 bitars register 32 D-vippor Skrivning sker på varje positiv flank på clock Utsignal alltid tillgänglig

28 Synkront register, 32 bitar med villkorlig skrivning 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F228 clockWR D in D ut 32 bitars register 32 D-vippor Skrivning sker på positiv flank på clock om WR=1 Utsignal alltid tillgänglig

29 Synkront register, 32 bitar med tree-state busdrivkrets 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F bitars register clockWR D in D ut 32 bitars busdrivkrets OE Utsignal endast om OE = 1 (annars tree-state = ”bortkopplat”)

30 Symbol för komponent 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F230 WR OE WR clock

31 Register File Read from any register 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F231 OE WR clock Adress- Avkodare Data in Data ut Register Read Address OE WR clock OE WR clock... Bus

32 Register File Write to any register 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F232 OE WR clock Data in Data ut Register Write Address OE WR clock OE WR clock... clock Adress- Avkodare Bus

33 Register File symbol om 1 Read 1 Write 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F233 D ut 32 bitar D in 32 bitar 32 x 32 Read address 5 bitar Write address 5 bitar

34 Register File Multi-ported: 2 Read 1 Write 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F234 D ut 32 bitar D ut 32 bitar D in 32 bitar 32 x 32 Read address 5 bitar Read address 5 bitar Write address 5 bitar

35 Register File Multi-ported: 2 Read 1 Write 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F235 D ut 32 bitar D in 32 bitar 32 x 32 Read address 5 bitar Write address 5 bitar D ut 32 bitar 32 x 32 Read address 5 bitar Bus

36 Minneskrets lagringsplats för bitar 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F236 RWM 2 m x n RWM = Read Write Memory t.ex x 8 (1K x 8) 1024 x 8 bitar/celler

37 Minneskrets vilka signaler behövs 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F237 D ut n bitar Read Address m bitar 2 m x n För läsning behövs

38 Minneskrets vilka signaler behövs 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F238 D ut n bitar Read Address m bitar 2 m x n För skrivning behövs dessutom D in n bitar Write

39 Minneskrets vilka signaler behövs 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F239 D ut n bitar Read Address m bitar 2 m x n För att spara energi behövs dessutom D in n bitar Write CS – Chip Select

40 Minneskrets vilka signaler behövs 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F240 D ut n bitar Read Address m bitar 2 m x n För att bygga större minnen behövs dessutom D in n bitar Write CS – Chip Select OE

41 Minneskrets vilka signaler brukar finnas 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F241 D in och D ut n bitar Address m bitar 2 m x n Write/Read CS – Chip Select OE

42 Stort minne av flera små kretsar läs från en ”rad” ut på busen med OE 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F Data-ut Read address 1K x K x 8 64 kretsar ger här 32K x 64

43 Stort minne av flera små kretsar skriv till en ”rad” 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F Data-in Write address

44 Skiftregister ”Minns förra invärdet” 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F244 clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear in

45 Sekvensnät Starta med värde August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F245 clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear

46 Sekvensnät Starta med värde August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F246 clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear

47 Sekvensnät Starta med värde August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F247 clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear clock D preset Q Q’ clear

48 Kombinatoriskt nät 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F248 X0X0 X1X1 X2X2 U1U1 U0U0... med NAND-nät kan varje Boolesk funktion byggas Utsignalernas värde beror på nuvarande värde på insignaler (inte på tidigare värden)

49 Sekvens nät 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F249 X0X0 X1X1 X2X2 U1U1 U0U0 Utsignalerns värde beror på nuvarande värde på insignaler och på tidigare värden Utsignalenas värde beror på en sekvens av värden på insignalerna ? ? ?

50 Sekvens nät 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F250 X0X0 X1X1 X2X2 U1U1 U0U0 Utsignalerns värde beror på nuvarande värde på insignaler och på tidigare värden Utsignalenas värde beror på en sekvens av värden på insignalerna Värden kan växla direkt då insignaler växlar Asynkrona nät Återkoppling i grindnät

51 Sekvens nät 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F251 X0X0 X1X1 X2X2 U1U1 U0U0 Utsignalerns värde beror på nuvarande värde på insignaler och på tidigare värden Utsignalenas värde beror på en sekvens av värden på insignalerna Värden kan växla direkt då insignaler växlar. Vippor växlar på clock-flank Synkrona nät Återkoppling klockade vippor och grindnät clock

52 Sekvens nät 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F252 X0X0 X1X1 X2X2 U1U1 U0U0 Utsignalerns värde beror på nuvarande värde på insignaler och på tidigare värden Utsignalenas värde beror på en sekvens av värden på insignalerna Vippor i kretsen lagrar kretsens nuvarande ”tillstånd” (state) Vid varje klockflank kan kretsen byta tillstånd (vipporna byter värde) clock delta lambda

53 Föreläsning DC-F2 nya komponenter zlatch, flip-flop, vippa zD-vippa, T-vippa,... zRegister (flera vippor) zRegister File (flera register) zMinneskrets (lagrar många bitar) zMinnesmodul (byggs av många minneskretsar) zSekvensnät August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F253

54 FPGA Field Programmable Gate Array zInnehåller många LE – Logic Elements z LE i kretsen på DE2-brädan zI första labben används ett LE zNios2 processorn använder cirka ¼ zNästa blad visar schema för ett LE zBladet efter ger vägledning för ananlys 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F254

55 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F255

56 Vad finns i ett Logic Element zEn flanktriggad D-vippa med lite finesser zEn Look-Up Table för 4 variabler / insignaler varav en insignal kan väljas från vippan zProgrammerbara 2-1 muxar som styr inkoppling av insignal data3 och om vippan ska användas eller ej zVal vilken utsignal som ska kunna routas vidare zEn hel del mera finesser / klurigheter 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F256

57 Prova en krets på FPGA Steg som ingår i labben zCreate a new project zCreate a new Block Diagram/Schematic File zDraw a schematic diagram. zCompile the project zCreate a Vector Waveform File. zDraw input waveforms. zSimulate the project zAssign Pins. zCreate a Block Symbol File. zDownload your design into the DE2 board. zTest your design. 23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F257


Ladda ner ppt "23 August 2014 IS1500 Datorteknik och komponeneter, föreläsning DC-F2 1 IS1500 Datorteknik och komponenter Föreläsning DC F2 Kretsar med återkoppling Minnen."

Liknande presentationer


Google-annonser