Двоично-десятичные сумматоры

Эти сумматоры выполняют действия над десятичными цифрами, раз­ряды которых закодированы двоичными тетрадами. Если при первичном сум­мировании тетрад результат не превышает число 9, то коррекция не нужна. Во всех остальных случаях она необходима. Если при первичном суммировании тетрад результат находится в пре­делах 10... 15, то сигнал переноса не вырабатывается, а полученная тетрада результата не является двоично-десятичной. В этом случае коррекция заклю­чается в выработке сигнала переноса и одновременном уменьшении результата на 10. Вычитание из результата числа 10 можно заменить операцией прибав­ления к нему дополнительного кода числа 10, имеющим двоичное представле­ние 0110, соответствующее числу 6. Таким образом в данном случае к резуль­тату нужно прибавить корректирующую поправку 6 и обеспечить сигнал пере­носа в старшую тетраду.

Если при первичном суммировании результат превысит число 15, то вы­рабатывается сигнал переноса в старшую тетраду, цена которого равна 16. По­скольку для двоично-десятичных чисел цена переноса равна 10, то к получен­ному результату необходимо прибавить число 6.

Схема двоично-десятичной тетрады показана на рис. 15.14. Она содержит сумматоры 1 и 2 и цепи коррекции. Сумматор 1 осуществляет первичное сло­жение двоично-десятичных тетрад a ₃ a ₂ a ₁ a ₀ и b₃b₂b₁b₀. Коррекция ре­зультата первичного суммирования осуществляется сумматором 2, на одни входы которого подается первичное значение суммы, а на другие - коррек­тирующая поправка 0110. При результате 10 и 11, полученном в сумматоре 1, единица переноса в старшую тетраду c ₁ = l образуется на выходе схемы ИЛИ благодаря конъюнктору И2, а при результате 12 и 13-благодаря конъюнктору И1. В образовании переноса c ₁ = l при результатах первичного суммирования, равных 14 и 15, участвуют оба конъюнктора, а при результатах, превышаю­щих число 15, в качестве переноса с ₁ используется перенос с выхода переноса с ₄ сумматора 1. Во всех этих случаях на входы b₃b₂b₁b₀ сумматора 2 по­ступает корректирующая поправка 0110. Из рис. 15.14 видно, что младший разряд s₀ сумматора 1 передается на вход младшего разряда сумматора 2 без изменения (т.к b₀ =0), поэтому сумматор 2 может быть 3-разрядным.

26.АЛУ

Схема сравнения на равенство

 

 

Схема сравнения на больше

 

 

Контроль по чётности

 

30. Классификация полупроводниковых БИС ЗУ

Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения, записи и выдачи информации, необходимой для решения задач на ЭВМ. Записываемая, хранимая и считываемая информация представляется в виде слов или слогов в двоичном коде. Каждое слово (слог) располагается в ячейке памяти (ЯП), состоящей из элементов памяти (ЭП). Число ЭП в ЯП определяет разрядность ЯП и разрядность записываемого в неё слова. Конструктивно ЯП объединяются в устройство, называемое блоком памяти.

В современных ЭВМ можно выделить устройства внутренней, внешней и буферной памяти.

Устройства внутренней памяти непосредственно участвуют в процессе преобразования информации, обмениваясь данными с процессором ЭВМ и вычислительной системой.

Внешняя память хранит большие массивы информации в течение длительного времени и обменивается данными с внутренней памятью.

Буферные ЗУ предназначены для промежуточного хранения данных при обмене между внешней и внутренней памятью.

По функциональному назначению БИС ЗУ делят на постоянные (ПЗУ) и оперативные (ОЗУ).

ПЗУ предназначены для хранения данных, однократно фиксируемых при изготовлении (неизменяемых программ, констант и т.п.). Основными требованиями, предъявляемыми к ПЗУ, являются неразрушающее считывание и энергонезависимость хранения информации.

ОЗУ относятся к внутренней памяти, служат для хранения переменных данных и программ в процессе текущих вычислений. В обычных ОЗУ информация разрушается после отключения питания, хотя существуют БИС энергонезависимых ОЗУ.

По технологии изготовления (типу элемента памяти) БИС ЗУ делятся на биполярные, использующие схемотехнику ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ, И²Л, и униполярные на основе МДП - технологии, использующей структуры р-МДП, n-МДП, КМДП. Новейшими разработками являются ЗУ на основе арсенида галлия, у которых ЭП выполнены на основе полевых транзисторов с барьером Шотки.

По способу хранения информации БИС ЗУ делятся на статические и динамические.

В статических ЗУ применяются бистабильные триггерные элементы. Они управляются потенциальными сигналами и считывание информации происходит без ее разрушения.

В динамических ЗУ для хранения информации используются запоминающие конденсаторы или междуэлектродные ёмкости транзисторов, в которых информация храниться в виде заряда. За счёт токов утечки заряд на конденсаторе с течением времени уменьшается, поэтому его необходимо периодически восстанавливать путём подзарядки. Этот процесс носит название регенерации.

По способу размещения и поиска информации различают БИС ЗУ адресные и безадресные.

В адресных ЗУ поиск информации производиться по номеру (адресу) ячеек памяти, в которых она размещается. Адресные ЗУ бывают с произвольным обращением (произвольной выборкой), когда допустим любой порядок выборки адресов, и с последовательным обращением (последовательной выборкой), когда выбор ЯП возможен только в порядке возрастания или убывания адресов.

Среди безадресных ЗУ можно выделить ЗУ типа "очередь", стековые или магазинные и ассоциативные ЗУ. В ЗУ типа "очередь" считывание информации производится в том же порядке, в котором она была записана (FIFO - первый вошёл, первый вышел). В ЗУ типа стек (LIFO - последним зашёл, первым вышел) считывание информации производится в порядке, обратном тому, в котором она была записана. В ассоциативных ЗУ поиск информации осуществляется по значению признака поиска, харатеризующего информацию, т.е. по её содержанию.

 

Основные параметры ЗУ

Основными классификационными параметрами ЗУ являются информационная ёмкость, тип логики и быстродействие.

Ёмкость (М) ЗУ выражается в битах (байтах) и определяется как произведение количества имеющихся в ЗУ ячеек памяти (N) на их разрядность (n).

При одинаковой ёмкости БИС ЗУ могут иметь различную организацию выборки. Например, при M=4096 ЗУ могут иметь следующие организации выборки:

4096x1 (4096 одноразрядных слов);

1024x4 (1024 четырёхразрядных слова);

512x8 (512 восьмиразрядных слов) и т.д.

Под быстродействием ЗУ понимают время, затрачиваемое на одно обращение к памяти ЭВМ для записи или считывания информации. Обращение к памяти ЭВМ (время выборки t_A) определяется временным интервалом от момента подачи на вход ЗУ заданного сигнала и получением на выходе данных при условии, что все остальные необходимые входные сигналы уже поданы. Время выборки можно определять относительно любого из необходимых для работы ЗУ сигналов.

Система электрических параметров БИС ЗУ включает статические и динамические параметры. К статическим параметрам относятся входные и выходные токи и напряжения высокого и низкого уровней, выходной ток в третьем состоянии, токи потребления в режимах хранения, записи и считывания, напряжение питания.

Динамические параметры характеризуют скорость реакции БИС на входные воздействия и устанавливают необходимые для правильного функционирования временные соотношения между входными и выходными сигналами, что в целом составляет временную диаграмму работы БИС ЗУ.