Arvutid I - Konspekt (3)

2. MIKROSKEEMIDE VALMISTAMISE TEHNOLOOGIAD .
* DTL ( Drod Transistor Logic ) - 3 osa: 1). kombinaator , mis realiseerib loogikafunktsiooni. 2). Taastaja, mis taastab õiged nivood . 3) puhver väljundi hargnemisteguri tõstmiseks. 1) on dioodidest, 2) ja 3) on transistorid . Dioodidel on takistus,seetõttu tekib väljundisse igal juhul mingi pinge (U=IR), seetõttu teda ei tarvitata. Liiga vana versioon lihtsalt.
* TTL (Transistor Transistor Logic)- sama, mis DTL, aga 1). osa on samuti transistoritega. ( Bipolaarne tehnoloogia ). Suur edusamm- dioodide asemel transistorid. Tarbib vähem voolu ja kiirem.
* STTL (Schollky TTL e. Low TTL)- kasutatakse Šoti dioodi. Pannakse transistori ette diood , et transistor ei küllastuks, kuna küllastunud transistori sulgemine võtab kauem aega. Järelikult on TTL- st kiirem.
* ECL- (Emitter Coupled Logic)- bipolaartransistoridel põhinev, kiiretoimeline. Väga kiire.
* MOS ( Metal Oxyde Silicon )- unipolaarne tehnoloogia
* NMOS (n- channel MOS)- n juhtivusega MOS- loogika .
* PMOS- P juhtivusega MOS loogika
* CMOS (Complementary MOS)
Kasut. arvutiskeemides. Aeglasemad, kui bipolaarsed, kuid võimaldavad suurema pakkimistiheduse, energitarve väiksem.
3. TRIGERID
Triger on mäluelement, mis säilitab 1 biti informatsiooni. Triger on kahe stabiilse olekuga loogikalülitus (1 või 0). Trigeri olek vastab tema väljundsignaalile. Sõltuvalt sisendsignaalist säilitab triger endise oleku või muudab seda hüppeliselt. Trigeril tavaliselt 2 väljundit: otsene O ja invertne Õ.
Tööpõhimõtte järgi jaotatakse trigerid seadesisenditega ehk SR- trigeriteks, loendussisenditega e. T-trigeriteks, andmesisenditega ehk D-trigeriteks ning universaalsisenditega e. JK-trigeriteks.
Kui trigeri oleku muutmine toimub kasvõi ühe sisendi kaudu täiendava sünkroniseerimis signaali abil, nim. trigerit sünkroonseks, vastupidisel juhul aga asünkroonseks. Sõltuvalt tööpõhimõttest ning ehitusest liigitatakse trigerid ühe- või kahetaktiliseks .

• SR- seadesisendiga triger
  

*a-sünkroonne | * sünkroonne

• Keelatud on anda mõlemasse |
  

sisendisse signaal 1.
Sünkroonne ühetaktiline SR-triger erineb asünkroonsest selle poolest, et trigeri olek muutub vaid kindlail sünkroimpulssidega määratud ajahetkeil. Lisaks infosisenditele S ja R on tal veel sünkroseerimis sisend C (clock). Sünkroniseeritud infosisend toimib hetkel, mil saabub sünkroniseerimis- signaal.
Kahetaktiline sobib sinna ( skeemidesse ), kus on vaja saada tagasisidet. Näiteks mälu vaatamine jne.
4. LOENDURID .
Loenduriteks nimetatakse impulsside loendamiseks ette nähtud loogikalülitust. Loendureid kasutatakse nii automaatikaseadmetes kui ka arvutustehnikas.
Sisse tulevad impulsid . Väljundiks 0,1 kombinatsioonid.
Erinevate väljundkombinatsioonide arvu nim. mooduliks .
E- sisend, mis lubab loendamise
Kaks diagrammi- üks sünkroonse, teine asünkroonse jaoks.
Sünkroonne ümberlülitumine toimub samaaegselt v. paralleelselt.
Ümberlülitumisaeg on kogu aeg samasugune .
Kasut. arvutites andmetöötluses.
Asünkroonne- ümberlülitusaeg pole samasugune.
Uue kombinatsiooni ilmumine sõltub sellest, missugusele üleminek toimub.
Kasut. indikatsiooniseadmetes ja sagedusjagajates.
* Kahendloendur - on järjestikulised kahendkoodid.
*Kümnendloendur- järjestikuskoodid on 0-9 ja moodul on 10. See tähendab , et loenduril on 10 erinevat kombinatsiooni, millega ta vastab sissetulevale impulsijadale.
*Suvalise mooduliga e. grey koodiga loendurid – kõik järgnevad koodid on naaberkoodid.
g= QI+ QI +1
Suvalise mooduliga e. naaberkoodid on koodid, mis erinevad teineteisest ainult ühe kahendjärgu poolest. Gray koodi puhul lülitub korraga ümber ainult 1 triger.
*Reversiivne loendur - loendab nii pos. kui ka neg. suunas.
5. REGISTRID
Registriteks nim. trigeritest koosnevat seadet , mis võimaldab salvestada , säilitada ning taasesitada infot ühe sõna kaupa. Lisaks nihutatakse registri abil infosõna bitte vasakule või paremale. Sõna nihutamisega muundatakse rööpkoodis esitatud info jadakoodiks ning vastupidi. Sõna pikkus sõltub registri trigerite arvust ning võib olla väga erinev. Enam on levinud 8-, 16-, 24-, ja 32- bitised registrid, mis vastavad sõnapikkusele 1, 2, 3 ja 4 baiti . Registrit juhitakse signaalidega: vastuvõtt (write) ja 0-seade (reset). Signaalidega write kirjut . sisendite A­­­­­­­­­­­­­º…A­­n
informatsioon
registrisse, signaaliga reset aga kustutatakse sealt.
Registrid, millesse info sisestamine ja väjastamine toimub järjestikku nim. nihkeregistriteks. Nihkeregistri koostamiseks kasut. nii RS-, D- kui ka JK- trigereid . Nihkeregistris ühendatakse otsene ja inverteeritud väljund järgmise trigeri seadesisenditega S ja R. Seega toimub iga taktiga infosõna nihutamine ühe biti võrra. Sõltuvalt sellest kuidas trigerid omavahel ühendatakse, nihkub infosõna kas paremale või vasakule . Iga takti keskel nihutab sünkrosignaal info trigerite esimesest astmest teise.
Reversiivne register - selle puhul toimub kahesuunaline nihe.
6. SUMMAATORID.
Summaatoriks nim.arvuti loogikalülitust, mis on ette nähtud arvkoodide aritmeetiliseks summeerimiseks. Mitmejärgulise kahendarvu summaator koosneb mitmest ühejärgulisest summaatorist. Arvu summeerimisel tuleb lisaks kahe summeeritava arvu vastavatele järkudele liita nendega ka nooremate järkude summeerimisel tekkinud ülekanne. Seega on ühejärgulisel summaatoril kolm sisendit ning 2 väljundit.

• Poolsummaator - ei arvesta liitmisel eelmisest järgust tulenevat ülekannet. Kasutades kahte poolsummaatorit, on alati saadav üks täissummaator.
  
• Täissummaator- arvestab liitmisel eelmisest järgust tulenevat ülekannet
  
• Jada ülekandega e. järjestikülekandega summaatoris moodustatakse väljundsignaal arvukohtade järjestikku summeerimisega, alates kõige nooremast (parempoolsest) kuni kõige vanema ehk vasakpoolsemani välja. Arvukoha summeerimiseks ja ülekande moodustamiseks kulub teatud aeg, mida ülekande seisukohalt võib vaadelda hilistumisena. Kuna ülekanne toimub järjestikku, siis aeglustab see summaatori tööd. Suure kohtade arvu korral on koguhilistumine võrdne hilistumise summaga üksikutes kohtades.
  
• Rööpülekandega e. paralleelülekandega summaatorid töötavad palju kiiremini kui jadaülekandega summaatorid. Mitmekohalise kahendarvu summeerimisel moodustatakse ülekanne korraga kõigi kohtade jaoks. Seetõttu ei kulu ülekandeks lisaaega ning summaator töötab kiiremini kui jadaülekande korral.
  
• Kiire ülekandega summaatorid- nende puhul on rakendatud rööpülekannde põhimõtet kombineeritult koos jadaülekandega. Ülekanded on moodustatud kõigi kohtade jaoks korraga.
  
• Lahutajad- A-B=V
  

otseteel (kõigi variantide analüüs)

matemaatiliselt
Vahe avaldis langeb kokku summa avaldisega. Ja kui joonistada skeem, siis teab, et see skeem on võimeline nii liitma kui ka lahutama .
M= 0 ,toimub summeerimine “+”
M= 1 ,toimub lahutamine “-”
7. DEKOODER .
Dekooder on lülitus, mis on ette nähtud etteantud sisendkoodi muundamiseks soovitud väljundkoodiks. Ta tunneb ära sisestatava kahendarvu ja annab signali vastavasse väljundisse.

Dekoodri ülesandeks on muundada kahendkoodis arv niisuguseks koodiks, millega saab aktiveerida nõutava mälupesa, juhtida number- või tähtindikaatorit, tunda ära mitmesuguseid kodeeritud signaale, muundada kahendkoodis antud arv kümnendsüsteemi arvuks jne.

Üldjuhul on dekoodril nii mitu sisendit n, kui mitu kohta on sisendisse antaval kahendarvul. Maksimaalne väljundite arv võrdub kombinatsioonide arvuga 2n . Dekoodrid koostatakse peamiselt NING- elementidest.
Suure sisendite arvu korral kasutatakse dekodeerimiseks nn. kaskaadlülitust, kus esimese astme dekooder aktiveerib ühe teise astme dekoodri ning see omakorda ühe väljundi.
8. MUTIPLEKSOR.
Multipleksor kujutab endast andmeselektorit. Multipleksoril on mitu sisendit ja üks väljund. Sisendid jagunevad infosisenditeks ja juhtsisenditeks, kusjuures infosisendite arv määrab ära juhtsisendite arvu ning vastupidi. Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse multipleksori väljundisse signaal ühest infosisendist. Kommuteeritavate infosisendite arv võrdub 2n, kus n on juhtsisendite arv. Järelikult saab kahe juhtsisendiga ehk kahebitise koodiga kommuteerida 4 sisendit, kolme juhtsisendiga 8 sisendit jne.
Piisava arvu sisenditega multipleksori abil saab realiseerida suvalisi loogikafunktsioone.
Tähistused:
9. KOMPARAATOR .
Komparaator on võrdlusskeem, mis selgitab välja operantide suuruse suhte.
Olgu meil 2 kahendarvu A- a0a1
B- b0b1
Kui A>B, siis olgu väljund G= 1
Kui A