RO 2018-5.ppt [Kompatibilitätsmodus] · • ROM (read only memory) • PROM (programmable read...

© IKS 2018/19H.-D. Wuttke, K. Henke 08.11.2018 www.tu-ilmenau.de/iks 1

Rechnerorganisation – 5. Vorlesung

• Mathematische Grundlagen (1)Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3)Kombinatorische Schaltungen (4,5)Automaten (6,7)Sequentielle Schaltungen (8)Programmierbare Strukturen (9) Rechneraufbau und ~funktion (10,11)Informationskodierung (12,13,14)


Bonusklausur am 29.11.2018• Spielregeln:• Bis zu 10% Bonus zum Ergebnis der Prüfung addiert

• z.B. 50 Punkte Prüfung = 100%

=> 10% Bonus = 5 Prüfungspunkte

• nicht da > kein Nachholen > kein Bonus

> kein Problem, da > keine Prüfungsvoraussetzung

• Wiederholer starten neu, d.h. neue Boni, neue Prüfung

• Inhalt:o Zahlensysteme

o Boolesche Algebra (Kürzen, Erweitern, Karnaugh)

o Kombinatorische Schaltungen

(Wertetabelle <> Ausdruck <> Schaltung)


Berechnung der ID-Nummer• Die ID Nummer wird für Leistungen genutzt, bei

denen die Ergebnisse nicht mittels thoska abgerufen werden können, z. B. für Leistungen die im Rahmen von Bonuspunkten oder alternativen Prüfungsleistungen abgelegt werden.

• Die ID Nummer besteht aus 8 Zeichen und setzt sich wie folgt zusammen: ID_letzte drei Stellen Matrikelnummer_letzte drei Stellen „UB Nummer“ (thoska). z. B.: ID_ xx345_xxxxxxxxxx321 -> ID345321


Weitere Aufgaben zum Selbststudium

https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=1576


Weitere Darstellungen, (nur für DNF)

Karnaugh-Veith-Diagramme


Kürzen

Kürzen Erweitern


Elementare Strukturen


Basissysteme


Strukturanalyse



3. Struktur digitaler Schaltungen: …kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen,

komplexes Beispiel:Analyse, Minimierung, NAND-Synthese


kombinatorische Strukturen

• Torschaltung

i: Information (0 bzw. 1)s: Steuerbit 0: Tor geschlossen

1: Tor offen, a=ia: Ausgangsinformation, gültig für s=1

Anmerkung: normales AND-Gatter, spezielle Interpretation der Funktion

BEAST


X1=[0,...,0,0,1]X0=[0,...,0,0,0]

Dekoder

• Ein Tor i für je eine Elementarkonjunktion k1=> für jede Eingangsbelegung öffnet sich genau ein Tor,

Kode X1=[0,...,0,0,1]am Eingang wird dekodiert => Dekoder

• Kode=Eingangsbelegung X

BEAST


• Dekoder+ ODER = ?



• Dekoder+ ODER + zusätzliche

Signal-Eingänge k(Xi)= Multiplexer


BEAST


• Dekoder+ ODER + zusätzliche

Signal-Eingänge k(Xi)= MultiplexerSchaltzeichen

A: Adresse, D: Daten CS: Chip Select



Beispiel: 1-Bit Volladdierer mit Multiplexern

BEAST


• Ursprüngliche Verwendung: Vermittlungstechnik• mehrere Teilnehmer nutzen eine Leitung• Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 2 [1,0]

verbunden

Multiplexer Demultiplexer

BEAST


• Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 1 [0,1]

Multiplexer Demultiplexer

0 1

[0,...,1][0,...,0]


Demultiplexer

• Dekoder+ Programmiereingang p

• Schaltzeichen– D: Daten (1)– A: Adressen (n)– CS: Chip Select (1)

DX



3. Struktur digitaler Schaltungen: …kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen,

komplexes Beispiel:Analyse, Minimierung, NAND-Synthese


Halbleiterspeicher (Auswahl)

• Flüchtige Speicher:• DRAM, dynamisches RAM (dynamic random access memory)• SRAM (static random access memory)

• Nicht-flüchtige Speicher:• Permanente Speicher

• ROM (read only memory)• PROM (programmable read only memory)• OTP (one time programmable PROM)

• Semi-permanente Speicher• EPROM (erasable programmable read only memory• EEPROM (electrically erasable programmable read only memory)• Flash-EEPROM (z. B. USB-Speichersticks)


Programmierbarer Datenspeicher ROM

PROM-Chip TBP18SA030N von Texas Instruments



4Mbit SRAM-Speicher AS7C34096A, Alliance Memory

4Mbit SRAM-Speicher AS7C34096A

512K x 8


Adresse 5: [101] <5>: Inhalt von Adresse 5: [1010]



1 1 0 0

1 1 1 1

0

Programmierung

1

Programmierung


• Dekoder + programmierbare Matrix


Dekoder + programmierbare Matrix


1 1 1 1

1 1 0 0

X0=[0,...,0,0] (X0)=Y12 [1 1 0 0]X1=[0,...,0,1] (X1)=Y15 [1 1 1 1]


Dekoder + programmierbare Matrix


1 1 1 1

1 1 0 0

Problem bei praktischer Realisierung der Matrix:

Alle auf „1“ programmierten Ausgänge sind verbunden!! Als Struktur verboten!!

je Ausgang y und je Adresse 1 separate Leitung

Verknüpft über ein ODER-Gatter

ODER-Matrix

3


Dekoder + progr. ODER-Matrix = ROM


1

1

.... 0



• Vereinfachte DarstellungBEAST


Programable Logic Array (PLA)

• Vereinfachte Darstellung BEAST


Programmable Array Logic (PAL/GAL)

• Vereinfachte Darstellung BEAST


Programmable Array Logic (PAL/GAL)

x1

x2

y

Fuses

AND

AND

OR

www.wikipedia.org


Zusammenfassung

ROM PLA GAL


1-Bit Volladdierer mit ROM, PLA, GAL

BEAST


Vorbereitung Bonusklausur:

• Gegeben

• I1={3,4,6,7,9,12,14}

• Gesucht:

• Minimierung, Realisierung als KNF, DNF und NAND


Buch: „Schaltsysteme“, S146, Aufgabe 3.15


Viel Spaß beim Wiederholen!Bis nächsten Donnerstag 15.00 ...

Das war‘s für heute

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