پاورپوینت انتقال ثبات و ریزعمل ها

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

به نام یگانه مهندس هستی

معماری کامپیوتر

اسلاید 2 :

انتقال ثبات
و
ريزعمل ها

اسلاید 3 :

انتقال ثبات و ريزعمل ها
زبان انتقال ثبات
انتقال ثبات
انتقال حافظه و گذرگاه
ريزعمل هاي حسابي
ريزعملهاي منطقي
ريزعمل هاي شيفت
واحد شيفت حسابي

اسلاید 4 :

سيستم ديجيتالي ساده
مدارات ترتيبي و ترکيبي مي تواند براي ساختن سيستم هاي ديجيتالي ساده استفاده شود.
سيستمهاي ديجيتالي ساده معمولا با يکي از موارد زير شناخته مي شوند:
ثباتهايي که در سيستم موجود است.
عملياتي که سيستم انجام مي دهد.
براي شناسايي يک سيستم بايد بدانيم:
چه عملياتي روي داده ها انجام مي شود.
چه اطلاعاتي بين ثباتها منتقل مي شود.

اسلاید 5 :

ريزعمل ها(1)
عملياتي که روي داده ها در ثباتها انجام مي شود ريز عمل ناميده مي شود.

عمليات داخلي ثباتها نمونه هايي از ريزعمل ها هستند.
شيفت Shift
بار کردن Load
پاک کردن Clear
اضافه کردن Increment

اسلاید 6 :

سازمان کامپيوتر
- مجموعه ثباتها

مجموعه ريزعمل ها

سيگنال هاي کنترلي که ترتيب ريزعمل ها را مشخص مي کنند.
تعريف سازمان(organization) داخلي کامپيوتر:

اسلاید 7 :

سطح انتقال ثبات
بررسي کامپيوتر از اين منظر سطح انتقال ثبات RTL (Register Transfer Level) ناميده مي شود.
در اين سطح تمرکز بر موارد زير است:
ثباتهاي سيستم
تبديل داده ها درون ثباتها
انتقلال داده ها بين ثباتها

اسلاید 8 :

زبان انتقال ثبات
به جاي مشخص کردن يک سيستم با کلمات، آن را با يک نوتيشن خاص که زبان انتقال ثبات ناميده مي شود، نشان مي دهند.

زبان انتقال ثبات مي تواند براي نشان دادن هر ترتيب از ريزعمل ها مورد استفاده قرار گيرد.
زبان انتقال ثبات:
يک زبان سمبوليک است.
يک ابزار آسان براي شرح سازمان داخلي کامپيوترهاي ديجيتال است.
فرايند طراحي سيستم هاي ديجيتال را تسهيل مي کند.

اسلاید 9 :

نامگذاري ثباتها
ثباتها معمولا با حروف بزرگ نامگذاري مي شوند. گاهي اوقات پس از اسم آنها اعداد قرار مي گيرد. (A, R13, IR)
اغلب نامها نشان دهنده کاري است که ثبات انجام مي شود مثلا:
MAR(AR)- memory address register
PC - program counter
IR- instruction register

ثباتها و محتواي آنها به طور نمادين مي تواند به صورت هاي زير انجام شود
به صورت يک موجوديت واحد:

با نشان دادن بيتهاي ثبات
MAR

اسلاید 10 :

بلوک دياگرام
Register
Numbering of bits
Showing individual bits
Subfields
PC(H)
PC(L)
روش هاي معمول رسم بلوک دياگرام ثباتها
7 6 5 4 3 2 1 0

اسلاید 11 :

انتقال ثبات
کپي شدن اطلاعات يک ثبات به ثبات ديگر انتقال ثبات نام دارد.
يک انتقال ثبات به شکل زير نشان داده مي شود:
R2  R1

در اين حالت محتواي ثبات R1 به R2 منتقل مي شود.
انتقال در يک پالس انجام مي شود.
محتواي R1 تغيير نمي کند.

اسلاید 12 :

انتقال ثبات
يک انتقال ثبات مثل زير:
R3  R5
موارد زير را در سيستم ايجاب مي کند:

خطوط انتقال از R5 به R3
بار شدن موازي در R3
خطوط کنترل لازم براي انجام عمليات

اسلاید 13 :

توابع كنترلي
اغلب اوقات عمليات ها فقط زماني که يک شرط خاص برقرار باشد، بايد اجرا شوند.
اين مساله شبيه if در زبان هاي برنامه نويسي است.
در سيستم هاي ديجيتال شرط با يک سيگنال کنترلي (control signal) يا تابع کنترلي (control function) انجام مي شود
تابع کنترلي به شکل زير نشان داده مي شود:
P: R2  R1
بدين معني که اگر P برابر 1 بود انتقال از R1 به R2 انجام شود. يا:
if (P == 1) then (R2  R1)

اسلاید 14 :

پياده سازي سخت افزاري انتقالات کنترلي
P: R2 R1
بلوک دياگرام
دياگرام زمان بندي
Clock
Transfer occurs here
Control
Circuit
Load
Clock
Load
t+1
فرض مي شود است که ثبات ها حساس به لبه مثبت هستند

اسلاید 15 :

عمليات همزمان
اگر تعداد دو يا بيشتر عمليات همزمان انجام شود، آنها را با کاما (،) از هم جدا مي کنيم.
P: R3  R5, MAR  IR

در اينجا اگر P=1 باشد، به طور همزمان R5 به R3 و IR به MAR منتقل مي شود.

اسلاید 16 :

علائم اوليه

اسلاید 17 :

ارتباط بين ثبات ها
در يک سيستم ديجيتال با ثباتهاي فراوان، اتصال مستقيم هر ثبات با ثبات ديگر امکان پذير نيست.
براي اتصال n ثبات به يکديگر به n(n-1) خط ارتباطي نياز است.
هزينه: O(n2)
براي سيستم هاي با تعداد ثبات زياد عملي نيست.
به جاي اين کار از يک مجموعه مدار متمرکز به نام گذرگاه bus براي انتقال اطلاعات استفاده مي شود.
همچنين مدارهاي کنترلي براي اينکه تعيين کنيم کدام ثبات، ثبات منبع و کدام ثبات مقصد است.

اسلاید 18 :

گذرگاه
گذرگاه يک مسير(متشکل از يك گروه از سيم ها) که اطلاعات روي آن منتقل مي شود. انتقال مي تواند از منابع مختلف به مقاصد مختلف باشد.
از يک ثبات به گذرگاه: BUS  R
Register A
Register B
Register C
Register D
4 x1
MUX
4 x1
MUX
4 x1
MUX
4 x1
MUX
4-line bus
select

اسلاید 19 :

انتقال از گذرگاه به يک ثبات

اسلاید 20 :

انتقال از گذرگاه به يک ثبات
بافر سه حالته
گذرگاه با بافر سه حالته
Output Y=A if C=1
High-impedence if C=0
Normal input A
Control input C
Bus line for bit 0