EDA 451 - Digital och Datorteknik Dagens föreläsning: Centralenheten och dess byggblock ,

1. EDA 451 - Digital och Datorteknik • Dagens föreläsning: • Centralenheten och dess byggblock, • läroboken kapitel 7 • arbetsbokens kapitel 10-14 • Ur innehållet: • Laddbara register och bussar • Överföring mellan register, ”Dataväg” • Dataväg med Aritmetik/Logik- enhet (ALU) • En manuell styrenhet

2. Dataväg med ALU ”Dataväg och minne” ”Styrenhet med fast kopplad logik” ”Mikroprogrammerad styrenhet”

3. Illustration, Digiflex Arkiv -> Kombinatorik/Sekvensnät ->Klockat Register

4. 1 1 1 x Grind x OEx y Grind y OEy Högst en OE-signal får vara aktiv åt gången... z Grind z OEz

5. Register och bussar, Dataväg

6. Illustration, Digiflex exempel: (R)→A Arkiv -> Datavägen ->Dataöverföring mellan register Styrsignaler för enkel dataväg Fyll i styrsignalvärdena, för överföringen R  A i följande tabell.

7. Hur många klockpulser krävs för att placera värdet 7116i register A,B,T och R? Lösning; Fyll i styrsignalvärdena, för överföringen 7116 A,B,T,R i följande tabell. Värdet placeras på bussen från ”Source”

8. För in styrsignalerna.... ...ge klockpuls....

9. Aritmetisk/Logisk Enhet (ALU) N V Z C kombinatorik 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D (d7,d6,d5,d4, d3,d2,d1,d0) U (u7,u6,u5,u4, u3,u2,u1,u0) E (e7,e6,e5,e4, e3,e2,e1,e0) Cin F (f3,f2,f1,f0)

10. ALU’ns funktioner

11. Illustration, Digiflex Arkiv -> Kombinatorik/Sekvensnät ->Aritmetik/Logik enhet

12. Anslutning av ALU till datavägen Hur kopplar vi in en ALU till datavägen?

13. Temporärregister (T) för lagring av indata Bussen kan bara innehålla en av ALU’ns operander åt gången

14. Resultatregister (R) för lagring av utdata Eftersom resultatet i ALU’ns U-register ändras direkt om någon av ingångarna ändras måste det vara möjligt att spara värdet i ett register.

15. Dataväg med Aritmetisk/Logisk Enhet (ALU) Manöverpanel – strömställare för styrsignaler.

16. Illustration, Digiflex Arkiv -> Datavägen ->Enkel Dataväg

17. Exempel: B+1→B (INCrement B) Observera att en given operation som regel kan utföras på flera olika sätt. Vi eftersträvar vanligtvis det effektivaste (minst klockcykler).

18. I RTN-beskrivningen anger vi, klockpuls för klockpuls, hur datavägen används. Steg 1: RTN-beskrivning: CP1: ______________ ______________ CP2: ______________ ______________ CP3: ______________ ______________ CP4: ______________ ______________ CP5: ______________ ______________ B→D B+1 → R Cin = 1 F=1,0,0,0 (D + Cin) R→B U→R Resultatet B+1 finns nu i register R. Eftersom bussen är upptagen krävs ytterligare steg för att återföra resultatet till B Steg 2: R→B

19. Utifrån RTN-beskrivningen, fyll i tabellen med styrsignalernas värden RTN-beskrivning: CP1: ______________ ______________ CP2: ______________ ______________ CP3: ______________ ______________ CP4: ______________ ______________ CP5: ______________ ______________ B+1 → R R→B I DigiFlex får tabellen följande utseende:

20. Nollställning av register A, CLRA 1 I DigiFlex: 2

21. Bitvis komplementbildning av registerinnehåll A, COMA 1 2 I DigiFlex:

22. Sammanfattning ”Dataväg och minne” ”Styrenhet med fast kopplad logik” ”Mikroprogrammerad styrenhet”