4. Kombinační logické obvody

4. Kombinační logické obvody

• Obvody realizující nějakou logickou funkci

• Výstupní proměnná je určena vstupními proměnnými

• Patří sem:

  • Dekodéry

  • Multiplexory

  • Demultiplexory

  • Komparátory

  • Sčítačky

  • ALU

Druhy KLO:

Dekodéry:

• Jsou to převodníky kódů

• Druhy dekodérů:

  • Binární dekodér:

    • Je to dekodér: 1 z n

    • Nosičem informace jsou adresové vstupy

    • Číslo aktivního vstupu odpovídá binární hodnotě kombinace přivedené na vstupy

    • Typicky: 1 z 10; 1 z 16

  • Kódový dekodér:

    • Neboli: BCD – Binárně Kódový Dekadický

    • Převání binárně kódovanou číslici na sedmi segmentový displej

    • Pro každou vstupní kombinaci reprezentující jedno číslo aktivuje příslušné segmenty

    • Vstup dekodéru je čtyřbitový, výstup sedmibitový

    • Využití v digitálních hodinách

Multiplexor:

• Je to přepínač

• Na výstup přivádí jeden ze vstupních signálů

• Vstupy trojího typu:

  • Datové –> D0 – DN

  • Adresové –> A0 – AN

  • Uvolňovací -> E

• Výstupy:

  • Y – Klasický výstup

  • Y – Negovaný výstup

• Multiplexor má několik adresových vstupů (A0 - An), jejichž kombinací se volí jeden ze signálových vstupů (D0 - Dn) – Ten je poté připojen na výstup Y

• Logický stav vybraného vstupu se objeví na výstupu

• Pokud bude na adresovém vstupu:

  • 000 -> Výstup D0

  • 010 -> Výstup D2

  • atd.

• D0 – D7 (8 bitů) odpovídá A0 – A2 (23 binárně)

• D0 – D15 (16 bitů) odpovídá A0 – A3 (24 binárně)

Demultiplexory:

• Je to přepínač – Datový vstup je propojen s výstupem

• Vstupní signál se přivádí na jeden z výstupních signálů

• Demultiplexor má jen jeden vstupní signál (D), který je podle kombinace adresních vstupů (A0 – An) převáděn na jeden z výstupních signálů (Y0 - Yn)

• Principiálně podobný binárnímu dekodéru – Rozdíl je v tom, že nosičem signálu je vstup D

• Pokud je D:

  • 011 je pro pojen s Y3

  • 001 je propojen s Y3

  • atd.

Komparátor:

• Komparuje (porovnává) číslo A s číslem B

• Porovnává dvě binární čísla a generuje výstupní signál o jejich rovnosti nebo různosti

• 4 – bitový komparátor:

Sčítačky:

• Provádějí aritmetický součet binárních čísel

• Důležitá součást ALU (Aritmeticko Logická Jednotka)

• 2 – bitová sčítačka:

• A, B – Vstupní operandy (proměnné)

• PN – Přenos z nižšího řádu

• Y – součet

• PV – Přenos do vyššího řádu

• Výstup je na schématu vždy značen vpravo a vstup vlevo:

• Logický obvod:

  • Zapojení tří sčítaček do kaskády

ALU:

• Aritmeticko Logická Jednotka

• Základní komponenta počítačového procesoru

• Provádějí se v ní všechny základní aritmetické (sčítání, násobení, bitový posuv, atd.) i logické (logický součin, negace, atd.) výpočty

• Jednotlivé ALU pracují relativně nezávisle, takže procesor může v jednom hodinovém taktu provést více instrukcí ve více jednotkách současně

• V jednom procesoru je více ALU, obvykle rozdělené na jednotky pro práci s celočíselnými operandy a jednotky pro práci s operandy v plovoucí řádové čárce