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combination of systems, Lecture notes of Electronics

combination of systems describe and gate logic signal

Typology: Lecture notes

2018/2019

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ELO211: Sistemas Digitales
Tomás Arredondo Vidal
1er Semestre – 2006
Este material está basado en:
textos y material de apoyo:
Contemporary Logic Design 1
st
/ 2
nd
edition. Gaetano
Borriello and Randy Katz. Prentice Hall, 1994, 2005
material del curso ELO211 del Prof. Leopoldo Silva
material en el sitio http://es.wikipedia.org
7: Combinacionales 1
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pfa
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ELO211: Sistemas Digitales^ Tomás Arredondo Vidal^ 1er Semestre – 2006^ Este material está basado en:

ˆ^ textos y material de apoyo:

Contemporary Logic Design 1

st^ nd^ / 2edition. Gaetano

Borriello and Randy Katz. Prentice Hall, 1994, 2005 ˆ^ material del curso ELO211 del Prof. Leopoldo Silva ˆ^ material en el sitio

http://es.wikipedia.org

7: Combinacionales

7-Sistemas Combinacionales^ 7.1 Introducción^ 7.2 Multiplexores, Demultiplexores,Decodificador^ 7.3 PLAs, PALs, ROMs^ 7.4 FPGAs^ 7.5 HDLs

7: Combinacionales

Introducción: Bloques multi-uso ˆ^ Hoy muy pocos de estas chips se utilizan ˆ^ Pero, bibliotecas de estas compuertas se usan paradiseñar nuevos chips^ ^ se reutilizan las compuertas ya caracterizadas^ ^ las compuertas no existen en inventario se crean a medidaque se van necesitando ˆ^ Hoy se usan componentes de lógica programable^ ^ se gana en flexibilidad^ ^ tiempos mas cortos de diseño^ ^ mas difícil de analizar en términos de compuertas especificas^ ^ se analiza usando bloques multi-uso mas grandes

7: Combinacionales

7-Sistemas Combinacionales^ 7.1 Introducción^ 7.2 Multiplexores, Demultiplexores,Decodificadores^ 7.3 PLAs, PALs, ROMs^ 7.4 FPGAs^ 7.5 HDLs

7: Combinacionales

Mux y demux (cont'd) ˆ^ Uso de multiplexor/demultiplexor en conexionesmulti-punto (como en este sumador)

MUX A^

B

Sum

Ss

B0^ B1^ MUX DEMUX

A0^ A

S0^ S

Sa^

Sb^ múltiples fuentes de input^ múltiple destinos de output

7: Combinacionales

Multiplexores

dos formas alternativaspara una tabla de verdad Mux 2:

forma funcionalforma lógica

A^ Z 0 I^01 I^1

I^ I^1

A^ Z

Z = A' I^0

+ A I^1

ˆ^ Multiplexores: concepto generaln^ ^2

data inputs, n inputs de control inputs, 1 output  se usan para conectar 2

n^ puntos a un de punto salida

^ patrón de control binario indexa cual input se conecta aloutput

7: Combinacionales

Implementación de multiplexores usando compuertas

7: Combinacionales

ˆ^ 2:1 mux ˆ^ 4:1 mux

Multiplexores en cascada

7: Combinacionales

señales de control B y C simultáneamente seleccionanuna de I0, I1, I2, I3 y una de I4, I5, I6, I7señal de control A elige cual de los outputs

de los mux’s se envia a Z

implementaciónalternativa C

Z

4:1mux A^ B

I0^ 2:1I1muxI22:1I3muxI42:1I5muxI62:1I7mux

8:1mux

ˆ^ Se pueden implementar multiplexores mas grandes usandomultiplexores mas pequeños en cascada

Z

I0I1I2I

A

I4I5I6I7^ B

4:1mux 4:1mux^ C

8:1mux 2:1mux

Multiplexores para implementar funciones ˆ^ Un multiplexor 2

n-1:1 puede implementar cualquier función de n variables^ ^ con n-1 variables usadas como inputs de control y^ ^ los inputs de datos con la ultima variable o su complemento ˆ Ejemplo:^ ^ F(A,B,C) = m0 + m2 + m6 + m

= A'B'C' + A'BC' + ABC' + ABC = A'B'(C') + A'B(C') + AB'(0) + AB(1) 0 1 2 3 F 4 5 6 7 A BC 1 0 1 0 0 8:1 MUX 0 1 1 S

S1^ S
A^ B^
C^ F
C' C' 01 1
0 F 1 4:1 MUX 2 3 S1^ S0 A^ B

C'C' 0 1 7: Combinacionales

Multiplexores para implementar funciones ˆ^ Generalización^ n-1 variables de ˆ^ Ejemplo:G(A,B,C,D)se puede realizarcon un MUX 8:

controluna variable dedatos

cuatro posiblesconfiguracionesde filas de latabla de verdadse puedenexpresar comouna función de I

n

I^ I^0

...^ In-^

I^ n^

F

.^.^

.^.^

.^.^

.^.^

0 I^ n^

I^ '^1 n^ 7: Combinacionales

elegir A,B,C comovariables de control

0 1 2 3 4 5 6 7 A^ B^ C
1 D 0 1 D’8:1 MUXD D’D’S
S1^ S
A^ B^
C^ D^
G
1 D 0 1 D' D D’ D’ 0

Demultiplexor/decodificador ˆ^ Decodificador/demultiplexor: concepto general^ ^ un input de datos, n inputs de control, 2

n^ outputs

^ inputs de control (llamado “selects” (S)) representanindex binario de cual output se conecta el input ^ input de datos típicamente se llama “enable” (G)

1:2 Decoder:^ O0 = G^ •^

S’

O1 = G^ •^

S

3:8 Decoder: O0 = G^ •^ S2’^ •^

S1’^ •^ S0’

O1 = G^ •^

S2’^ •^ S1’^ •

S

O2 = G^ •^

S2’^ •^ S^

-^ S0’

O3 = G^ •^

S2’^ •^ S^

-^ S

O4 = G^ •^

S2^ •^ S1’^

-^ S0’

O5 = G^ •^

S2^ •^ S1’^

-^ S

O6 = G^ •^

S2^ •^ S^

-^ S0’

O7 = G^ •^

S2^ •^ S^

-^ S

2:4 Decoder: O0 = G^ •^ S1’

-^ S0’

O1 = G^ •^

S1’^ •^ S

O2 = G^ •^

S1^ •^ S0’

O3 = G^ •^

S1^ •^ S

7: Combinacionales

Implementación de demultiplexores

7: Combinacionales

active-highenable^

active-lowenable

active-highenable^

O0 active-lowenable

G S

O

O

\G S

O

S

O0 O2 O

G

O

S^

S

O0 O2 O

\G

O

S

ˆ^ decodificador 1:2 ˆ^ decodificador 2:

Demultiplexores para implementar funciones

F1 F2 F

ˆ^ F1 = A'BC'D + A'B'CD + ABCD ˆ^ F2 = ABC'D' + ABC ˆ^ F3 = (A' + B' + C' + D')

0 A B

A'B'C'D' 1 A'B'C'D 2 A'B'CD' 3 A'B'CD 4 A'BC'D' 5 A'BC'D 6 A'BCD' 7 A'BCD 8 AB'C'D' 9 AB'C'D 10 AB'CD' 11 AB'CD 12 ABC'D' 13 ABC'D 14 ABCD' 15 ABCD

4:16DEC

Enable

C D^

7: Combinacionales

Decodificadores en cascada

0 A'B'C'D'E' 123 3:8 DEC 4567 S2S1 S
01 2:4 DECF 23 S1S0 A B
0 1 2 A'BC'DE' 3 3:8 DEC 4567 S2S1 S0^0 AB'C'D'E'^1234567 AB'CDEC D^ E

ˆ^ decodificador 5:32^ ^ decodificador 1x2:4^ ^ decodificador 4x3:

0123 3:8 DEC 4 56 7
ABCDEE
S2 S1 S0^ C^ D

3:8 DEC S2S1 S0^ 7: Combinacionales