220 likes | 541 Views
Digitális technika. Digitális technika alapjai. Amiről tanulunk. Digitális funkcionális egységek Aritmetikák, digitális alapáramkörök Egycímes számítógép architektúrák Memóriák, memóriaszervezés CPU Tárolókezelés Buszrendszerek Gyakorlati alkalmazások.
E N D
Digitális technika Digitális technika alapjai
Amiről tanulunk • Digitális funkcionális egységek • Aritmetikák, digitális alapáramkörök • Egycímes számítógép architektúrák • Memóriák, memóriaszervezés • CPU • Tárolókezelés • Buszrendszerek • Gyakorlati alkalmazások
I.) Digitális technika alapjaiI.I.) Bináris kódok, digitális kódolás • Analóg jelek digitális jelekké történő átalakítása:
I.I.) Bináris kódok, digitális kódolás • Bináris számrendszer: 1 helyértéken 2 féle szám: 0 / 1 • Decimális számok bináris reprezentációja:233D = 128 + 64 + 32 + 8 + 1 = 27 + 26 + 25 + 23 + 20 = 11101001B • Bináris helyértékek számának megadása bitben
I.II.) Logikai algebra alapműveletei • Logikai függvény: kapcsolás ki-, és bemenete között teremt kapcsolatot • ÉS kapcsolat: Q=1 ↔ E1=1 és E2=1Q = E1*E2 • VAGY kapcsolat: Q=0 ↔ E1=0 és E2=0Q = E1 + E2 • INVERTÁLÁS: Q=1 ↔ E=0Q = E
Műveleti szabályok • Kommutativitás: a * b = b * a, a + b = b + a • Asszociativitás: a * (b * c) = (a * b) * c • Disztributivitás: (a + b) * c = a * c + b * c • Demorgan szabályok:a * b = a + b, a + b = a * b
I.III.) Alap áramkörök I • + logika: 0 = jel alacsony szintje, 1 = jel magas szintje • - logika: 1 = jel alacsony szintje, 0 = jel magas szintje • VAGY (OR): Q = E1 + E2 • ÉS (AND): Q = E1 * E2 • NOT: Q = E • NOR: Q = E1 + E2 • NAND: Q = E1 * E2
I.III.) Alap áramkörök II • Antivalencia: Q = E1 * E2 + E1 * E2 • Ekvivalencia: Q = E1 * E2 + E1 * E2
I.IV.) Digitális áramkörökben alkalmazott kimenetek • Totem pole (ellenütemű) • Open collector (nyitott kollektoros) • Tri-state (3 állapotú)
I.V.) Áramkör családok, jelszintek I TTL áramkör családok: • 1963, Texas Instruments: SN74…később katonai felhasználásra SN54… • SN74L: lassabb működés (33ns jelterjedési idő), de kisebb fogyasztás (1mW / kapu) • SN74H: 6ns, 20mW / kapu • 1971, SN74LS: 10ns, 2mW / kapu • 1980-tól: SN74F, SN74AS, SN74ALS
I.V.) Áramkör családok, jelszintek II CMOS áramkör családok: • 1971: CD4XXXA, majd CD4XXXB: 100ns • SN74HC: 10ns • SN74HCT: TTL kompatibilitás
I.V.) Áramkör családok, jelszintek III Kapuáramkör jellemzők: • Fan Out: kimeneti terhelhetőség • Propagation Delay: jelterjedési idő (FF) • Transzfer karakterisztika • Lefutási-, felfutási-, késleltetési idők • Logikai szintek • Hőmérséklet • Zavartávolság (SL, SH)
I.V.) Áramkör családok, jelszintek VITTL NAND kapu felépítése
I.V.) Áramkör családok, jelszintek VIICMOS NAND kapu felépítése
I.VI.) Logikai függvények egyszerűsítése • Algebrai egyszerűsítéssel • Karnaugh-táblával: 5 változóig • Quine – Mc Cluskey: „akárhány” változóig
I.VII.) Kódok • Kódolás -> reprezentáció váltás • Bináris (0 / 1): • BCD • GRAY • Vonalkódok • Hexadecimális (0 - F), oktális (0 - 8) • Alfanumerikus