Arquitetura de Computadores

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Arquitetura de Computadores

  1. 1. Arquitetura e Organização de Computadores I Aula 05 Unidades Funcionais Básicas Prof. Adriano Zanuz
  2. 2. 2 Circuitos Combinacionais • Circuitos que não possuem memória • Suas saídas são função única e exclusivamente das entradas • Exemplos: Multiplexador, Decodificador, Somador, Subtrator, ULA
  3. 3. 3 Multiplexador • Funciona como um seletor. De acordo com o valor de seleção SEL (0 ou 1), a saída recebe um dos valores de entrada. MUX 0 1 SEL E0 E1 SAÍDA SAÍDA = E0 0 1 SEL = 0 E0 E1 0 1 SEL = 1 E0 E1 SAÍDA = E1 funcionamento
  4. 4. 4 Multiplexador • Estrutura interna de um multiplexador MUX 0 1 SEL E0 E1 SAÍDA estrutura interna
  5. 5. 5 Decodificador • Apresenta n bits na entrada e 2n bits na saída • Somente uma saída é ativada para cada uma das combinações de entrada E0 E1 S0 S1 S2 S3 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1
  6. 6. 6 Decodificador • Estrutura interna de um decodificador 2:4 estrutura interna
  7. 7. 7 Somador • O somador de 1 bit funciona como uma célula de soma a partir da qual é possível se fazer somadores de vários bits Vem Um A B S Vai Um 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 • Tabela-Verdade + A B Vem UmVai Um S
  8. 8. 8 Somador • Estrutura interna de um somador de 1 bit estrutura interna + A B Vem UmVai Um S
  9. 9. 9 Subtrator • Pode-se fazer uma célula de subtração com com 1 somador de 1 bit e um inversor + A B Vem UmVai Um S S = A – B S = A + (-B) S = A + B + 1 O Vem Um do bit menos significativo da subtração recebe 1
  10. 10. 10 Unidade Lógico-Aritmética • A ULA efetua operações aritméticas (soma, subtração, etc.) e operações lógicas (NOT, OR, AND, etc.). A operação a ser realizada é escolhida através de linhas de seleção. ULA X Y Linhas de seleção da operação desejada SAÍDA
  11. 11. 11 Unidade Lógico-Aritmética • Ex. ULA de 1 bit com operações de SOMA, SUBTRAÇÃO, NOT, AND e OR. + A B VEVA S 00 01 10 11 MUX 0 1 MUX X Y NEGA Y VEM UM S1 S0 SAÍDA VAI UM
  12. 12. 12 Exercícios 1. Implemente usando portas lógicas um decodificador 3:8. 2. Implemente um multiplexador 4:1 usando apenas multiplexadores 2:1. 3. Apresente uma implementação alternativa para o somador de 1 bit mostrado. 4. Usando 4 ULAs de 1 bit construa uma ULA capaz de efetuar operações de OR, AND, NOT, soma e subtração sobre dois operandos de 4 bits. 5. Faça uma tabela mostrando como devem ser setados os valores das linhas de controle da ULA do exercício anterior (Nega Y, Vem Um, S1, S0) para seleção das operações lógicas e aritméticas desejadas.

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