Принципы построения и функционирования ЭВМ Схемы вентилей Учебный курс

Учебный курс
Принципы построения и
функционирования ЭВМ
Лекция 4
Схемы вентилей
профессор ГУ-ВШЭ, доктор технических наук
Геннадий Михайлович Алакоз
Полупроводниковый вентиль
затвор
И
С
Т
О
К
P
N
С
Т
О
К
Область P-N перехода
2
Схема вентиля «и-не»
(последовательное соединение)
Транзистор 1
Uвыход
x1
x2
3
Схема вентиля «или-не»
(параллельное соединение)
Транзистор 1
Uвыход
x1
x2
4
Логические схемы вентилей
0
0
&
0
1
0
0
0
0
И
ИЛИ
НЕ
5
Орисания устройства
для функции XOR
4
x2
4
x2
2
x1
XOR
1
x1
6
Операционное устройство
для функции XOR
x12
x11
+
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
F6= x11 x12 + x11 x12
Алгебраическое
выражение
Таблица истинности
7
Реализация одного узла
x12 x11
&
1
F6
&
8
Коммутационное устройство типа
мультиплексор
x1 x2
x2
U0
x1
&
1
MS
U0
&
F
x1 , если U0=1
F=
x2 , если U0=0
F= x1 U0 + x2U0
9
Одноразрядный сумматор
x2
Перенос в
следующий
разряд
e+
x1
+
∑
e-
Перенос из
предыдущего
разряда
10
Таблица истинности для функции
одноразрядного сумматора
е-
x2
x1
∑
е+
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
∑=
x1
x2 , если е- = 0
x1
x2 , если е- = 1
11
Один разряд сумматора
x1
∑
&
1
x2
&
e-
1
e+:=
x1 * x2, e- = 0
x1 + x2, e- = 1
12
Логическая схема
x1
x2
e&
&
1
1
e+
&
13
Общая схема
e+
+
+
+
+
∑4
∑3
∑2
∑1
14