Rechnerorganisation 5. Vorlesung

Ähnliche Dokumente
Rechnerorganisation. H.-D. Wuttke `

Rechnerorganisation 5. Vorlesung

Rechnerorganisation 5. Vorlesung

Technische Informatik (RO)

Technische Informatik (RO)

Rechnerorganisation. (10,11) Informationskodierung (12,13,14) TECHNISCHE UNIVERSITÄT ILMENAU. IHS, H.- D. Wuttke 08

Technische Informatik (RO)

Technische Informatik I 4. Vorlesung. 2. Funktion digitaler Schaltungen... wertverlaufsgleiche Umformungen

Technische Informatik 3. Vorlesung

Rechnerorganisation 2.Vorlesung

Rechnerorganisation. (10,11) Informationskodierung (12,13,14) TECHNISCHE UNIVERSITÄT ILMENAU. IHS, H.- D. Wuttke 08

Rechnerorganisation 2.Vorlesung

Rechnerorganisation 8. Vorlesung

Technische Informatik I

Rechnerorganisation. (10,11) Informationskodierung (12,13,14) TECHNISCHE UNIVERSITÄT ILMENAU. IHS, H.- D. Wuttke 08

Technische Informatik (RO)

Technische Informatik (RO)

Technische Informatik 1

Rechnerorganisation 12. Vorlesung

Technische Informatik (RO)

Rechnerorganisation 12. Vorlesung

Teil 1: Digitale Logik

Rechnerorganisation 12. Vorlesung

Heinz-Dietrich Wuttke Karsten Henke. Schaltsysteme. Eine automatenorientierte Einführung. Pearson Studium

Rechnerorganisation 12. Vorlesung

Rechnerorganisation. IHS 2018/2019 H.-D. Wuttke, K. Henke

Rechnerorganisation. (10,11) Informationskodierung (12,13,14) TECHNISCHE UNIVERSITÄT ILMENAU. IHS, H.- D. Wuttke 08

Schaltsysteme Eine automatenorientierte Einführung

Inhaltsverzeichnis. 1 Boolesche Algebra, Schaltalgebra - Begriffsbestimmung 1. 2 Operationssystem der Schaltalgebra 4. 3 Boolesche Funktionen 6

Rechnerorganisation. IHS 2018/2019 H.-D. Wuttke, K. Henke

Technische Informatik 1 Rechnerorganisation (RO)

Rechnerorganisation (RO)

Rechnerorganisation (RO)

Teil 1: Digitale Logik

Seminaraufgaben. zur Lehrveranstaltung. Technische Informatik Teil RO (EIT, FZT, LAE, LAM, MB, MT, MTR, OST, TKS, WI, WSW) (Ausgabe Oktober 2015)

Technische Informatik 1 Rechnerorganisation (RO)

Seminaraufgaben. zur Lehrveranstaltung. Technische Informatik Teil RO (EIT, FZT, LAE, LAM, MB, MT, MTR, OST, TKS, WI, WSW) (Ausgabe Oktober 2018)

Teil 1: Digitale Logik

Technische Informatik (RO)

Synthese und Analyse Digitaler Schaltungen

Rechnerorganisation. H.-D. Wuttke `

Seminaraufgaben. zur Lehrveranstaltung. Technische Informatik. (Basic Engineering School) (Ausgabe April 2017)

Kapitel 6 Programmierbare Logik. Literatur: Kapitel 6 aus Oberschelp/Vossen, Rechneraufbau und Rechnerstrukturen, 9. Auflage

DuE-Tutorien 4 und 6. Tutorien zur Vorlesung Digitaltechnik und Entwurfsverfahren Christian A. Mandery. WOCHE 8 AM

Rechnerorganisation. (10,11) Informationskodierung (12,13,14) TECHNISCHE UNIVERSITÄT ILMENAU. IHS, H.- D. Wuttke `09

Technische Informatik (TI)

Digital Design 2 Schaltnetze (kombinatorische Logik) Digital Design

Rechnerorganisation. IHS 2015/2016 H.-D. Wuttke, K. Henke

Technische Universität Ilmenau

DuE-Tutorien 17 und 18

F Programmierbare Logikbausteine

Lehrveranstaltung: Digitale Systeme. KS-Praktikums-Vorbereitung Dipl.-Inf. Markus Appel , , ,

, SS2012 Übungsgruppen: Do., Mi.,

13. Vorlesung. Logix Klausuranmeldung nicht vergessen! Übungsblatt 3 Logikschaltungen. Multiplexer Demultiplexer Addierer.

Boolesche Algebra (1)

F Programmierbare Logikbausteine

Übung zu Grundlagen der Technischen Informatik

Fakultät für Informatik und Automatisierung Institut Technische Informatik und Ingenieurinformatik Fachgebiet Integrierte Kommunikationssysteme

Boolesche (Schalt-) Algebra (8)

GTI ÜBUNG 9. Multiplexer, demultiplexer, shifter, cmos und pal FRIEDRICH-ALEXANDER UNIVERSITÄT ERLANGEN-NÜRNBERG JAN SPIECK 1

Informationsdarstellung

Rechnerstrukturen, Teil 1

Programmierbare Logik CPLDs. Studienprojekt B Tammo van Lessen

Boolesche (Schalt-) Algebra (1)

FPGA Field Programmable Gate Array im Unterschied zu anderen PLD-Architekturen.

Synthese digitaler Schaltungen Aufgabensammlung

Schaltsysteme Eine automatenorientierte Einführung

Elektronikerin. Beispielhafte Situation. integriert integriert. Semester. Lernkooperation Betrieb Bemerkungen. ID Ressourcen

Teil 1: Digitale Logik

Programmierbare Logik

Eingebettete Systeme

N Bit binäre Zahlen (signed)

Praktikumsanleitung. "Technische Informatik"

Auswertung. Hinweise. Einführung in die Technische Informatik WS 2006/2007 Probeklausur. Aachen, 02. November 2006 SWS: V2/Ü2, ECTS: 4

Teil 1: Digitale Logik

Schaltalgebra und kombinatorische Logik

Rechnerstrukturen Winter WICHTIGE SCHALTNETZE. (c) Peter Sturm, University of Trier 1

13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine

kanonische disjunktive Normalform (KDNF, DKF) Disjunktion einer Menge von Mintermen mit gleichen Variablen

C.34 C Normalformen (4) 5.7 Hauptsatz der Schaltalgebra. 5.7 Hauptsatz der Schaltalgebra (2) 5.7 Hauptsatz der Schaltalgebra (3)

Kapitel 3 - PLA und Flip-Flops

Darstellung von negativen binären Zahlen

Rechnerstrukturen, Teil 1. Vorlesung 4 SWS WS 14/15

ASIC. Application-Specific Integrated Circuit. Technische Informatik K. Slotala

Lösung 2.1 PROM - Dual-zu-Siebensegmentdecoder

2.3 Logikoptimierung. Überblick digitale Synthese. Logikoptimierung

Systemorientierte Informatik 1

Ein Signal ist eine zeitlich veränderliche physikalische Größe, die eine auf sie abgebildete Information trägt.

Einführung in die technische Informatik

4.Vorlesung Rechnerorganisation

Grundlagen der Digitaltechnik

1 Analogtechnik und Digitaltechnik. C Schaltalgebra und kombinatorische Logik. 2 Digitale elektrische Schaltungen

5. Vorlesung: Normalformen

Schaltalgebra und kombinatorische Logik

Grundlagen der Technischen Informatik

Transkript:

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) H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 1

Bonusklausur am 01.12.2016 Spielregeln: Bis zu 10% Bonus zum Ergebnis der Prüfung addiert z.b. 50 Punkte Prüfung = 100% nicht da > kein Nachholen > kein Bonus => 10% Bonus = 5 Prüfungspunkte > kein Problem, da > keine Prüfungsvoraussetzung Wiederholer starten neu, d.h. neue Boni, neue Prüfung Inhalt: o o o Zahlensysteme Boolesche Algebra (Kürzen, Erweitern, Karnaugh) Kombinatorische Schaltungen (Wertetabelle <> Ausdruck <> Schaltung) H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 2

Selbststudium https://x89.theoinf.tu-ilmenau.de/moodleiks/ Schlüssel: *IKS2016# H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 3

Karnaugh-Veith-Diagramme Weitere Darstellungen, (nur für DNF) H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 4

Kürzen Erweitern Kürzen H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 5

Karnaugh-Veith-Diagramme z.b. k 13 k 9 H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 6

Karnaugh-Veith-Diagramme H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 7

Strukturdefinition - Koppelfunktion eindeutig H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 8

Basissysteme H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 9

Elementare Strukturen H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 10

Strukturanalyse strukturgleiche Schaltung strukturgleicher Ausdruck H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 11

Rechnerorganisation 5. Vorlesung 3. Struktur digitaler Schaltungen: kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen, komplexes Beispiel: Analyse, Minimierung, NAND-Synthese H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 12

kombinatorische Strukturen Torschaltung i: Information (0 bzw. 1) s: Steuerbit 0: Tor geschlossen 1: Tor offen, a=i a: Ausgangsinformation, gültig für s=1 Anmerkung: normales AND-Gatter, spezielle Interpretation der Funktion H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 13

Dekoder Ein Tor i für je eine Elementarkonjunktion k 1 => für jede Eingangsbelegung öffnet sich genau ein Tor, Kode X 1 =[0,...,0,0,1] am Eingang wird dekodiert => Dekoder Kode=Eingangsbelegung X X 1 =[0,...,0,0,1] X 0 =[0,...,0,0,0] H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 14

kombinatorische Strukturen Dekoder + ODER =? H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 15

kombinatorische Strukturen Dekoder + ODER =? H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 16

kombinatorische Strukturen Dekoder + ODER + zusätzliche Signal-Eingänge k (X i ) = Multiplexer H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 17

kombinatorische Strukturen Dekoder + ODER + zusätzliche Signal-Eingänge k (X i ) = Multiplexer Schaltzeichen A: Adresse, D: Daten CS: Chip Select H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 18

Multiplexer Demultiplexer Ursprüngliche Verwendung: Vermittlungstechnik mehrere Teilnehmer nutzen eine Leitung Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 2 [1,0] verbunden H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 19

Multiplexer Demultiplexer Teilnehmer 0 [0,0] mit Teilnehmer 1 [0,1] 0 1 [0,...,0] [0,...,1] H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 20

Demultiplexer Dekoder + Programmiereingang p Schaltzeichen D: Daten (1) A: Adressen (n) CS: Chip Select (1) DX H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 21

Rechnerorganisation 5. Vorlesung 3. Struktur digitaler Schaltungen: kombinatorische Strukturen, programmierbare Strukturen, komplexes Beispiel: Analyse, Minimierung, NAND-Synthese H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 22

Programmierbarer Datenspeicher ROM Adresse 5: [101] <5>: Inhalt von Adresse 5: [1010] H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 23

Programmierbarer Datenspeicher ROM Dekoder + programmierbare Matrix 1 1 0 0 1 1 1 1 10 Programmierung H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 24

Programmierbarer Datenspeicher ROM Dekoder + programmierbare Matrix 1 1 0 0 1 1 1 1 X 01 =[0,...,0,0] =[0,...,0,1] (X 01 )=Y 12 15 [1 1 01 0] 1] H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 25

Programmierbarer Datenspeicher ROM Dekoder + programmierbare Matrix Problem bei praktischer Realisierung der Matrix: 1 1 0 0 1 1 1 1 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 H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 26 3

kombinatorische Strukturen Dekoder + progr. ODER-Matrix = ROM 1... 0 1 H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 27

Programmierbarer Datenspeicher ROM H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 28

Programmierbarer Datenspeicher ROM 1 1 0 0 1 1 1 1 3 H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 29

Programmierbarer Datenspeicher ROM Vereinfachte Darstellung H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 30

Dekoder + progr. OR-Matrix = ROM Read Only Memory ROM H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 31

Programable Logic Array (PLA) Vereinfachte Darstellung H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 32

Programmable Array Logic (PAL/GAL) Vereinfachte Darstellung H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 33

Programmable Array Logic (PAL/GAL) Fuses x1 AND x2 OR y AND H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 34 www.wikipedia.org

Zusammenfassung ROM PLA GAL H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 35

komplexes Beispiel: Gegeben I 1 ={3,4,6,7,9,12,14} Gesucht: Minimierung, Realisierung als KNF, DNF und NAND H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 36

Buch: Schaltsysteme, S146, Aufgabe 3.15 H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 37

Das war s für heute Viel Spaß beim Wiederholen! Bis nächsten Donnerstag 15.00... H.-D. Wuttke, K. Henke 17.11.2016 www.tu-ilmenau.de/iks 38