1

Circuitos Combinatórios

Adão de Melo Neto

2

Executar programas

armazenados na memória

Armazena programas a

serem executados pelo

processador

UNIDADE LÓGICA ARITMÉTICA

Executar operaçõe lógicas e aritméticas

Requeridas pelas instruções lidas da

Memória principal

Relembrando .......

3

Circuitos Digitais Circuitos Digitais

– Os circuitos digitais podem ser de dois tipos: combinatórios e

sequenciais.

– Ambos tipos de circuitos são constituídos por portas que admitem

uma ou várias entradas, cada uma delas podendo assumir o valor 0

ou 1.

Circuitos Combinatórios – São circuitos digitais cuja saída depende apenas de uma

combinação de entradas.

– Iremos ver alguns circuitos combinatórios que são utilizados na

implementação da ULA e unidade de controle da UCP.

4

Portas Lógicas Básicas

Relembrando .......

5

Circuitos Combinatórios Multiplexador (MUX)

– Seleciona como saída F uma das entradas Di com

base em sinais de controle

Demultiplexador (DEMUX)

– Permite habilitar uma das saídas habilitadoras Di com

base em sinais de controle

Comparador

– Compara duas palavras (por exemplo, verificando se

são iguais)

Shifter (deslocador)

– Desloca os bits para a esquerda ou direita

Somador

6

MULTIPLEXADOR

– Seleciona como saída F uma das entradas Di

MULTIPLEXADOR

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

F

controle

ENTRADAS

A B C F

0 0 0 D0

0 0 1 D1

0 1 0 D2

0 1 1 D3

1 0 0 D4

1 0 1 D5

1 1 0 D6

1 1 1 D7

7

MULTIPLEXADOR

– Seleciona como saída F uma das entradas Di

8

Quando A=0, B= 0 e C = 0, teremos:

Saída da 1a porta AND D0.1.1.1 = D0

Saída de todas as outras portas AND 0

Portanto, a saída F = D0 +0+0+0+0+0+0

F = D0

9

Quando A=1, B= 0 e C = 0, teremos:

Saída da 5a porta AND D4.1.1.1 = D4

Saída de todas as outras portas AND 0

Portanto, a saída F = 0+0+0+0+D4+0+0+0

F = D4

10

DEMULTIPLEXADOR com 04 entradas

11

Circuito demultiplexador com 4 entradas. Observe a tabela

verdade abaixo

MULTIPLEXADOR

D0

D1

D2

D3

F

Controle (A e B)

ENTRADAS

A B F

0 0 D0

0 1 D1

1 0 D2

1 1 D3

12

13

0 0

1

1

D0

1

0

D1

0

1

D2

0

0

D3

D0

0

0

0

F = D0 + 0 + 0 + 0

F = D0

14

0 1

1

0

D0

1

1

D1

0

0

D2

0

1

D3

0

D1

0

0

F = 0 +D1 + 0 + 0

F = D1

15

1 0

0

1

D0

0

0

D1

1

1

D2

1

0

D3

0

0

D2

0

F = 0 + 0 + 0 + D2

F = D2

16

1 1

0

0

D0

0

1

D1

1

0

D2

1

1

D3

0

0

0

D3

F = 0 + 0 + 0 + D3

F = D3

DEMULTIPLEXADOR

– Permite habilitar uma das saídas habilitadoras Di com base

em sinais de controle

17

A B C

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

1 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 1

DEMULTIPLEXADOR

18

19

Quando A=0, B= 0 e C = 0, teremos:

Na1a porta AND D0=1.1.1 =1

Nas outras AND Di= 0

20

Quando A=0, B= 1 e C = 0, teremos:

Na 3a porta AND D2=1.1.1 =1

Nas outras AND Di= 0

21

MULTIPLEXADOR com 04 entradas

Circuito multiplexador com 4 entradas. Observe a tabela

verdade abaixo

22

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

D0 D1 D2 D3

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 0

0 0 0 1

Circuito multiplexador com 4 entradas. Observe a tabela

verdade abaixo

23

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

D0 D1 D2 D3

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 0

0 0 0 1

0 0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

Circuito multiplexador com 4 entradas. Observe a tabela

verdade abaixo

24

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

D0 D1 D2 D3

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 0

0 0 0 1

1 1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

25

COMPARADOR

– Compara duas palavras de entrada (por exemplo,

verificando se são iguais)

– Exemplo 1:

• A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1110

26

A = 1110

B = 1110

27

COMPARADOR

– Compara duas palavras de entrada (por exemplo,

verificando se são iguais)

– Exemplo 1:

• A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1100

28

A = 1110

B = 1100

29

Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando

dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits.

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

A = 01010110

B = 01110110

30

Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando

dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits.

A = 01010110

B = 01110110

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0 São diferentes

31

SHIFTER (DESLOCADOR)

– Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1)

– D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010

– S = = 11010100

32

SHIFTER (DESLOCADOR)

– Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1)

– D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010

– S = = 00110101

33

SHIFTERS (DESLOCADORES)

– D

• 01101010 (10610)

– Deslocar para esquerda (multiplicar por 2)

• 11010100 (21210)

– Deslocar para direita (dividir por 2)

• 00110101 ( 5310)

34

SOMADOR

– Soma dois valores

– Você sabe construir um somador de bits A e B ?

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 0 ( e vai 1)

35

SOMADOR

1 1

1 1 0 1

1 1 1 1

0 0

VAI UM (entrada)

VAI UM (saída)

A

B

36

0

1

0

1

1

0

1

1

37

1

1

1

0

1

1

0

1

38

Unidade Lógica Aritmética (ULA) Objetivo

– Iremos mostrar como construir uma ULA com 01 bit usando os circuitos

explicados anteriormente.

ULA (de 01 bit) – Executa de acordo com a entradas E do DEMULTIPLEXADOR as operações

AND, OR, NOT e A+B

• E = E0E1

• E = 00 ==> A AND B

• E = 01 ==> A OR B

• E = 10 ==> NOT B

• E = 11 ==> SOMA A e B

39

40

E = 00

41

E = 00 e A =0 e B=1

0

1

=0.1 =0

= 0

42

E = 00 e A =1 e B=1

1

1

= 1.1 = 1

= 1

43

E = 01

0 OU (A OU B) OU 0 OU 0 =

A OU B

44

E = 01 e A=0 e B=0

0

0

= 0 OU 0 = 0

0 OU (A OU B) OU 0 OU 0 =

A OU B = 0

45

E = 01 e A=0 e B=1

0

1

= 0 OU 1 = 1

0 OU (A OU B) OU 0 OU 0 =

A OU B = 1

46

Objetivo A partir de uma ULA de 1 bit obter uma ULA de 8 bits

47

Considerando E = E0E1=00, obtenha o valor da saída

01001101=A7A6A5A4A3A2A1A0 00110110=B7B6B5B4B3B2B1B0 00000100=O7O6O5O4O3O2O1O0

0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0

0 0 0 0 0 1 0 0

48

Considerando E = E0E1=11, obtenha o valor da saída

11111

01001101=A7A6A5A4A3A2A1A0 00110110=B7B6B5B4B3B2B1B0 10000011=O7O6O5O4O3O2O1O0

0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0

1 0 0 0 0 0 1 1

1 1 1 1 1 0 0