Circuitos Combinatórios - IME-USP adao/CK1.pdf · Circuitos Digitais – Os circuitos digitais podem…

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<ul><li><p>1 </p><p>Circuitos Combinatrios </p><p>Ado de Melo Neto </p></li><li><p>2 </p><p>Executar programas </p><p>armazenados na memria </p><p>Armazena programas a </p><p>serem executados pelo </p><p>processador </p><p>UNIDADE LGICA ARITMTICA </p><p>Executar operae lgicas e aritmticas </p><p>Requeridas pelas instrues lidas da </p><p>Memria principal </p><p>Relembrando ....... </p></li><li><p>3 </p><p>Circuitos Digitais Circuitos Digitais </p><p> Os circuitos digitais podem ser de dois tipos: combinatrios e </p><p>sequenciais. </p><p> Ambos tipos de circuitos so constitudos por portas que admitem </p><p>uma ou vrias entradas, cada uma delas podendo assumir o valor 0 </p><p>ou 1. </p><p> Circuitos Combinatrios So circuitos digitais cuja sada depende apenas de uma </p><p>combinao de entradas. </p><p> Iremos ver alguns circuitos combinatrios que so utilizados na </p><p>implementao da ULA e unidade de controle da UCP. </p></li><li><p>4 </p><p>Portas Lgicas Bsicas </p><p>Relembrando ....... </p></li><li><p>5 </p><p>Circuitos Combinatrios Multiplexador (MUX) </p><p> Seleciona como sada F uma das entradas Di com </p><p>base em sinais de controle </p><p> Demultiplexador (DEMUX) </p><p> Permite habilitar uma das sadas habilitadoras Di com </p><p>base em sinais de controle </p><p> Comparador </p><p> Compara duas palavras (por exemplo, verificando se </p><p>so iguais) </p><p> Shifter (deslocador) </p><p> Desloca os bits para a esquerda ou direita </p><p> Somador </p></li><li><p>6 </p><p> MULTIPLEXADOR </p><p> Seleciona como sada F uma das entradas Di </p><p>MULTIPLEXADOR </p><p>D0 </p><p>D1 </p><p>D2 </p><p>D3 </p><p>D4 </p><p>D5 </p><p>D6 </p><p>D7 </p><p>F </p><p>controle </p><p>ENTRADAS </p><p>A B C F </p><p>0 0 0 D0 </p><p>0 0 1 D1 </p><p>0 1 0 D2 </p><p>0 1 1 D3 </p><p>1 0 0 D4 </p><p>1 0 1 D5 </p><p>1 1 0 D6 </p><p>1 1 1 D7 </p></li><li><p>7 </p><p> MULTIPLEXADOR </p><p> Seleciona como sada F uma das entradas Di </p></li><li><p>8 </p><p>Quando A=0, B= 0 e C = 0, teremos: </p><p>Sada da 1a porta AND D0.1.1.1 = D0 </p><p>Sada de todas as outras portas AND 0 </p><p>Portanto, a sada F = D0 +0+0+0+0+0+0 </p><p> F = D0 </p></li><li><p>9 </p><p>Quando A=1, B= 0 e C = 0, teremos: </p><p>Sada da 5a porta AND D4.1.1.1 = D4 </p><p>Sada de todas as outras portas AND 0 </p><p>Portanto, a sada F = 0+0+0+0+D4+0+0+0 </p><p> F = D4 </p></li><li><p>10 </p><p>DEMULTIPLEXADOR com 04 entradas </p></li><li><p>11 </p><p> Circuito demultiplexador com 4 entradas. Observe a tabela </p><p>verdade abaixo </p><p>MULTIPLEXADOR </p><p>D0 </p><p>D1 </p><p>D2 </p><p>D3 </p><p>F </p><p>Controle (A e B) </p><p>ENTRADAS </p><p>A B F </p><p>0 0 D0 </p><p>0 1 D1 </p><p>1 0 D2 </p><p>1 1 D3 </p></li><li><p>12 </p></li><li><p>13 </p><p>0 0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>D0 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>D1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>D2 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>D3 </p><p>D0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>F = D0 + 0 + 0 + 0 </p><p>F = D0 </p></li><li><p>14 </p><p>0 1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>D0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>D1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>D2 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>D3 </p><p>0 </p><p>D1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>F = 0 +D1 + 0 + 0 </p><p>F = D1 </p></li><li><p>15 </p><p>1 0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>D0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>D1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>D2 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>D3 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>D2 </p><p>0 </p><p>F = 0 + 0 + 0 + D2 </p><p>F = D2 </p></li><li><p>16 </p><p>1 1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>D0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>D1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>D2 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>D3 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>D3 </p><p>F = 0 + 0 + 0 + D3 </p><p>F = D3 </p></li><li><p> DEMULTIPLEXADOR </p><p> Permite habilitar uma das sadas habilitadoras Di com base </p><p>em sinais de controle </p><p>17 </p><p>A B C </p><p>0 0 0 </p><p>0 0 1 </p><p>0 1 0 </p><p>0 1 1 </p><p>1 0 0 </p><p>1 0 1 </p><p>1 1 0 </p><p>1 1 1 </p><p>D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 </p><p>1 0 0 0 0 0 0 0 </p><p>0 1 0 0 0 0 0 0 </p><p>0 0 1 0 0 0 0 0 </p><p>0 0 0 1 0 0 0 0 </p><p>0 0 0 0 1 0 0 0 </p><p>0 0 0 0 0 1 0 0 </p><p>0 0 0 0 0 0 1 0 </p><p>0 0 0 0 0 0 0 1 </p></li><li><p> DEMULTIPLEXADOR </p><p>18 </p></li><li><p>19 </p><p>Quando A=0, B= 0 e C = 0, teremos: </p><p>Na1a porta AND D0=1.1.1 =1 </p><p>Nas outras AND Di= 0 </p></li><li><p>20 </p><p>Quando A=0, B= 1 e C = 0, teremos: </p><p>Na 3a porta AND D2=1.1.1 =1 </p><p>Nas outras AND Di= 0 </p></li><li><p>21 </p><p>MULTIPLEXADOR com 04 entradas </p></li><li><p> Circuito multiplexador com 4 entradas. Observe a tabela </p><p>verdade abaixo </p><p>22 </p><p>A B </p><p>0 0 </p><p>0 1 </p><p>1 0 </p><p>1 1 </p><p>D0 D1 D2 D3 </p><p>1 0 0 0 </p><p>0 1 0 0 </p><p>0 0 1 0 </p><p>0 0 0 1 </p></li><li><p> Circuito multiplexador com 4 entradas. Observe a tabela </p><p>verdade abaixo </p><p>23 </p><p>A B </p><p>0 0 </p><p>0 1 </p><p>1 0 </p><p>1 1 </p><p>D0 D1 D2 D3 </p><p>1 0 0 0 </p><p>0 1 0 0 </p><p>0 0 1 0 </p><p>0 0 0 1 </p><p>0 0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p></li><li><p> Circuito multiplexador com 4 entradas. Observe a tabela </p><p>verdade abaixo </p><p>24 </p><p>A B </p><p>0 0 </p><p>0 1 </p><p>1 0 </p><p>1 1 </p><p>D0 D1 D2 D3 </p><p>1 0 0 0 </p><p>0 1 0 0 </p><p>0 0 1 0 </p><p>0 0 0 1 </p><p>1 1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p></li><li><p>25 </p><p> COMPARADOR </p><p> Compara duas palavras de entrada (por exemplo, </p><p>verificando se so iguais) </p><p> Exemplo 1: </p><p> A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1110 </p></li><li><p>26 </p><p>A = 1110 </p><p>B = 1110 </p></li><li><p>27 </p><p> COMPARADOR </p><p> Compara duas palavras de entrada (por exemplo, </p><p>verificando se so iguais) </p><p> Exemplo 1: </p><p> A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1100 </p></li><li><p>28 </p><p>A = 1110 </p><p>B = 1100 </p></li><li><p>29 </p><p>Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando </p><p>dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits. </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>A = 01010110 </p><p>B = 01110110 </p></li><li><p>30 </p><p>Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando </p><p>dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits. </p><p>A = 01010110 </p><p>B = 01110110 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>0 So diferentes </p></li><li><p>31 </p><p> SHIFTER (DESLOCADOR) </p><p> Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1) </p><p> D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010 </p><p> S = = 11010100 </p></li><li><p>32 </p><p> SHIFTER (DESLOCADOR) </p><p> Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1) </p><p> D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010 </p><p> S = = 00110101 </p></li><li><p>33 </p><p> SHIFTERS (DESLOCADORES) </p><p> D </p><p> 01101010 (10610) </p><p> Deslocar para esquerda (multiplicar por 2) </p><p> 11010100 (21210) </p><p> Deslocar para direita (dividir por 2) </p><p> 00110101 ( 5310) </p></li><li><p>34 </p><p> SOMADOR </p><p> Soma dois valores </p><p> Voc sabe construir um somador de bits A e B ? </p><p> 0 + 0 = 0 </p><p> 0 + 1 = 1 </p><p> 1 + 0 = 1 </p><p> 1 + 1 = 0 ( e vai 1) </p></li><li><p>35 </p><p> SOMADOR </p><p> 1 1 </p><p>1 1 0 1 </p><p>1 1 1 1 </p><p> 0 0 </p><p>VAI UM (entrada) </p><p>VAI UM (sada) </p><p>A </p><p>B </p></li><li><p>36 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p></li><li><p>37 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>0 </p><p>1 </p></li><li><p>38 </p><p>Unidade Lgica Aritmtica (ULA) Objetivo </p><p> Iremos mostrar como construir uma ULA com 01 bit usando os circuitos </p><p>explicados anteriormente. </p><p> ULA (de 01 bit) Executa de acordo com a entradas E do DEMULTIPLEXADOR as operaes </p><p>AND, OR, NOT e A+B </p><p> E = E0E1 </p><p> E = 00 ==&gt; A AND B </p><p> E = 01 ==&gt; A OR B </p><p> E = 10 ==&gt; NOT B </p><p> E = 11 ==&gt; SOMA A e B </p></li><li><p>39 </p></li><li><p>40 </p><p>E = 00 </p></li><li><p>41 </p><p>E = 00 e A =0 e B=1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>=0.1 =0 </p><p>= 0 </p></li><li><p>42 </p><p>E = 00 e A =1 e B=1 </p><p>1 </p><p>1 </p><p>= 1.1 = 1 </p><p>= 1 </p></li><li><p>43 </p><p>E = 01 </p><p>0 OU (A OU B) OU 0 OU 0 = </p><p>A OU B </p></li><li><p>44 </p><p>E = 01 e A=0 e B=0 </p><p>0 </p><p>0 </p><p>= 0 OU 0 = 0 </p><p>0 OU (A OU B) OU 0 OU 0 = </p><p>A OU B = 0 </p></li><li><p>45 </p><p>E = 01 e A=0 e B=1 </p><p>0 </p><p>1 </p><p>= 0 OU 1 = 1 </p><p>0 OU (A OU B) OU 0 OU 0 = </p><p>A OU B = 1 </p></li><li><p>46 </p><p>Objetivo A partir de uma ULA de 1 bit obter uma ULA de 8 bits </p></li><li><p>47 </p><p> Considerando E = E0E1=00, obtenha o valor da sada </p><p>01001101=A7A6A5A4A3A2A1A0 00110110=B7B6B5B4B3B2B1B0 00000100=O7O6O5O4O3O2O1O0 </p><p>0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 </p><p> 0 0 0 0 0 1 0 0 </p></li><li><p>48 </p><p> Considerando E = E0E1=11, obtenha o valor da sada </p><p>11111 </p><p>01001101=A7A6A5A4A3A2A1A0 00110110=B7B6B5B4B3B2B1B0 10000011=O7O6O5O4O3O2O1O0 </p><p>0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 </p><p> 1 0 0 0 0 0 1 1 </p><p>1 1 1 1 1 0 0 </p></li></ul>

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