Tallinn Tehnikaülikool Elektriajamite ja jõuelektroonika instituut MIKROPROTSESSORTEHNIKA Laboratoorne töö nr. 3 Summaator Juhendaja: Taavi Möller Üliõpilane: AAVB-32 Tallinn 2009 Ülesanne. Koostada kolmejärguline jadaülekandega summaator kasutades nii täis- kui poolsummaatoreid. Summaatorite tööpõhimõte. Summaatoriks nimetatakse arvuti loogikalülitust, mis on ette nähtud arvkoodide aritmeetiliseks summeerimiseks. Mitmejärgulise kahendarvu summaator koosneb mitmest ühejärgulisest summaatorist. Arvu summeerimisel tuleb lisaks kahe summeeritava arvu vastavate järkudele liita nendega ka nooremate järkude summeerimisel tekkinud ülekanne. Seega on ühejärgulisel summaatoril 3 sisendit ning 2 väljundit
Tallinna Tehnikaülikool Elektroenergeetika instituut SISSEJUHATUS DIGITAALTEHNIKASSE Laboratoorne töö nr 3 Summeerimine Juhendaja: Üliõpilane: Tallinn 2013 Ülesanne: Koostada Multisim tarkvaraga jadaülekandega kahendsummaator kolme kahejärgulise (kahe kahendkohaga) kahendarvu liitmiseks kasutades nii pool- kui ka täissummaatoreid. Joonis 1. Loogikaskeem Joonis 2. Sõnageneraator Sõnageneraator väljastab arve vahemikus 0...3FH Joonis 3. Loogikaanalüsaator Ülesande lahendamiseks on vaja 2 täissummaatorit, 2 poolsummaatorit, sõnageneraatorit ja loogikaanalüsaatorit
Iga sisendiimpulss x lülitab oma tagafrondi ahela esimese trigeriringi. Iga kahe sisendiimpulsi järel lülitub trigeri väljund korraks sisse ja välja, see tähendab tema väljundiimpulsside muutumise sagedus on kaks korda väiksem kui sisendiimpulssidel. Võib öelda, et loendussisendiga triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda, kolmanda trigeri väljundis 8 korda, neljanda trigeri väljundis 16 korda ja nii edasi väiksem. Jadaülekandega loenduri puuduseks on signaali ülekandel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Suure loendusastmete arvu ning taktimpulsside sageduse korral võib hilistumine ületada takti kestuse. Sel juhul ei vasta loenduri väljundsignaal enam tegelikult loendatud impulsside arvule ning susteemis tekib viga. Vea vältimiseks tuleb vähendada taktiimpulsside sagedust, mis omakorda alandab kogu seadme töökindlust.
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. 3. Kommutaatorid : Multipleksor, demultipleksor Multipleksor kujutab endast andmeselektorit
Iga sisendiimpulss x lülitab oma tagafrondi ahela esimese trigeriringi. Iga kahe sisendiimpulsi järel lülitub trigeri väljund korraks sisse ja välja, see tähendab tema väljundiimpulsside muutumise sagedus on kaks korda väiksem kui sisendiimpulssidel. Võib öelda, et loendussisendiga triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda, kolmanda trigeri väljundis 8 korda, neljanda trigeri väljundis 16 korda ja nii edasi väiksem. Jadaülekandega loenduri puuduseks on signaali ülekandel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Suure loendusastmete arvu ning taktimpulsside sageduse korral võib hilistumine ületada takti kestuse. Sel juhul ei vasta loenduri väljundsignaal enam tegelikult loendatud impulsside arvule ning susteemis tekib viga. Vea vältimiseks tuleb vähendada taktiimpulsside sagedust, mis omakorda alandab kogu seadme töökindlust. a) b) Joonis 1
Loendureid kasutatakse nii automaatikaseadmetes kui ka arvutustehnikas. Energeetikas tarvitatakse loendure näiteks elektriarvestites, elektriajamite asendiandurites jm. Loendure liigitatakse summeerivateks (päripidi loendavateks), lahutavateks (tagurpidi loendavateks) ja reversiivseteks. Sõltuvalt signaali ülekande viisist loenduri trigerite vahel jaotatakse loendure jada- ja rööpülekandega loenduriteks. Jadaülekandega loendur koosneb järjestikku lülitatud T-trigeritest. Iga sisendimpulss x lülitab oma tagafrondiga ahela esimese trigeri ringi. Iga kahe sisendimpulsi järel lülitub trigeri väljund korraks sisse ja välja, s. t tema väljundimpulsside muutumise sagedus on kaks korda väiksem kui sisendimpulssidel. Võib öelda, et loendussisendiga trigger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri
Iga sisendimpulss x lülitab oma tagafrondiga ahela esimese trigeri ringi. Iga kahe sisendimpulsi järel lülitub trigeri väljund korraks sisse ja välja. See tähendab, et tema väljundimpulsside muutumise sagedus on kaks korda väiksem kui sisendimpulssidel. Võib öelda, et loendussisendiga triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda, kolmanda trigeri väljundis 8 korda, neljanda trigeri väljundis 16 korda jne väiksem. Jadaülekandega loenduri puuduseks on signaali ülekandel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Suure loendusastmete arvu ning taktiimpulsside sageduse korral võib hilistumine ületada takti kestuse. Sel juhul ei vasta loenduri väljundsignaal enam tegelikult loendatud impulsside arvule ning süsteemis tekib viga. Vea vältimiseks tuleb vähendada taktiimpulsside sagedust, mis omakorda alandab kogu seadme töökiirust 2. Kuidas töötab taktgeneraator?
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 1) otseteel (kõigi variantide analüüs)
(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. Optilised mäluseadmed
printsiip, kuna seal on analoogsignaal. 5. Loendurid Loendur on impulsside loendamiseks ettenähtud loogikalülitus. Loendur on register, millesse salvestatud arv sisendile antud signaali mõjul muutub ühe võrra. Loendurid jagunevad kaheks vastaval loendamise suunale: 1.summeerivad – loendavad päripidi ehk suurenemise suunas 2.lahutavad – loendavad tagurpidi ehk vähenemise suunas Loendurid jagunevad sõltuvalt ülekandmise viisist kaheks: 1)Asünkroonne jadaülekandega loendur: Selle puuduseks on signaalide ülekandmisel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Asünkroonse jadaloenduri kõik astmed ei lülitu ümber samal ajahetkel ja selle tõttu võib ümberlülitumise protsessi ajal olla loenduri väljundis vale kood. 2)Rööpülekandega (sünkroonne) loendur: Toimub trigeritevaheline signaali ülekandmine kõigi astmete jaoks üheaegselt, ei teki hilistumist. Pilet 7 1. Pooljuhtdiood
73. Mis on loendur? Loendur on impulsside loendamiseks ettenähtud loogikalülitus. Loendur on register, millesse salvestatud arv sisendile antud signaali mõjul muutub ühe võrra. Loendurid jagunevad kaheks vastavalt loendamise suunale Summeerivad – loendavad päripidi ehk suurenemise suunas Lahutavad – loendavad tagurpidi ehk vähenemise suunas Loendurid jagunevad sõltuvalt info ülekandmise viisist kaheks Asünkroonne jadaülekandega loendur Asünkroonse ehk jadaülekandega loenduri puuduseks on signaalide ülekandmisel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Hilistumine võib ületada takti kestvuse. Kuna asünkroonse jadaloenduri kõik astmed ei lülitu ümber samal ajahetkel siis ümberlülitumise protsessi ajal võib loenduri väljundis olla vale kood. Rööpülekandega (sünkroone) loendur. Sünkroonne – ehk rööpülekandega, toimub trigeritevaheline signaali ülekandmine kõigi astmete jaoks
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. Optilised mäluseadmed Info salvestamisel kasutatakse peegelduvat materjali, milles on augud (süvendid)
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. OPTILISED MÄLUSEADMED Kõige levinumad optilised mäluseadmed on kindlasti CD ja DVD seadmed
mis muudab välj vastupidiseks) bitikaupa. Rööpsummaator - või muudest mäluelementidest. Käsujärjesti ülesandeks on ning MS master-slave, liidetakse kõik bitid korraga. Muutmälud on toitepingest määrata järgmise mikrokäsu kaksiktrigerid, siseviivitusega. Jadaülekandega - sõltuvad. Staatiline muutmälu- aadress. Seal on sõna pikkus 4.Loendurid: Järjestikskeem: ülekandeväljundid ühendatakse selles kasut. iga infobiti vabalt valitav. Kujutab endast Sisse tulevad impulsid. kõrgemate naaberkohtade salvestamiseks ühte trigerit, mis sisuliselt Aritmeeika Loogika Väljundiks 0,1 kombinatsioonid
Loenduriks nimetatakse impulsside loendamiseks ette nähtud loogikalülitust. Loendureid kasutatakse nii automaatikaseadmetes kui ka arvutustehnikas. Energeetikas tarvitatakse loendure näiteks elektriarvestites, elektriajamite asendiandurites jm. Loendure liigitatakse summeerivateks (päripidi loendavateks), lahutavateks (tagurpidi loendavateks) ja reversiivseteks. Sõltuvalt signaali ülekande viisist loenduri trigerite vahel jaotatakse loendure jada- ja rööpülekandega loenduriteks. Jadaülekandega loendur koosneb järjestikku lülitatud T-trigeritest (joonis 1.11). Iga sisendimpulss x lülitab oma tagafrondiga ahela esimese trigeri ringi. Iga kahe sisendimpulsi järel lülitub trigeri väljund korraks sisse ja välja, s. t tema väljundimpulsside muutumise sagedus on kaks korda väiksem kui sisendimpulssidel. Võib öelda, et loendussisendiga 34 triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda,
(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. 9.Multipleksor ja demultipleksor. Multipleksor - Kujutab endast andmeselektorit
liidetakse 1. JÄRJESTIKÜLEKANNE jadamisi ühendatud mitu 1-bitist täissummaatorit. Aeglane, kuna iga järk peab eelmise ülekannet ootama. PARALLEELÜLEKANNE võimalik vältida pikka viiteaega, ei pea ootama kuni ülekanne levib mööda järke ning tänu sellele saab realiseerida võimsamaid summaatoreid võtab realiseerimiseks äärmiselt palju kristallipinda. Kiire ülekanne rakendatud rööpülekande põhimõtet kombineeritud jadaülekandega. Ülekanded moodustatud kõigi kohtade jaoks korraga. 2. OPTILISED MÄLUSEADMED CD-ROM info salvestamiseks kasutatakse peegelduvat materjali, milles on süvendid. Rada on spiraalikujuline. Lugeva laseri positsioneerimine on analoogiline kõvaketta peade positsioneerimisega. Peegeldunud laserkiir teisendatakse elektriliseks signaaliks. Salvestamisel kasutatakse spetsiaalset 14-bitist koodi, kus pole kunagi kõrvuti kahte ühte
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. 2. Erineva pöördus viisiga mälud :FILO, FIFO, assotsiatiivmälu, kahe pordiga mälu Pinumälu - LIFO e
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. Optilised mäluseadmed.
vanema ehk vasakpoolsemani välja. Arvukoha summeerimiseks ja ülekande moodustamiseks 7 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 1) otseteel (kõigi variantide analüüs) 2) matemaatiliselt
Arvukoha summeerimiseks ja ülekande moodustamiseks 7 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 1) otseteel (kõigi variantide analüüs)
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. 5. Dekooder Dekooder on lülitus, mis on ette nähtud etteantud sisendkoodi muundamiseks soovitud väljundkoodiks
Arvuti loogikalülitus, mis on ette nähtud arvkoodi aritmeetiliseks summeerimiseks. (kahe arvu liitmiseks, summaatori osavõtul toimub ka lahutamine, korrut, jagam s.t taanduvad liitmisele ja nihutamisele). Poolsummaator - 2sis 2välj skeem, ei võta arvesse madalamast jägrust toimuvat ülekannet. Täissummaator - 3sis ja 2välj võtab arvesse. Jadasummaator - mitmekohalised arvud liidetakse bitikaupa. Rööpsummaator - liidetakse kõik bitid korraga. Jadaülekandega - ülekandeväljundid ühendatakse kõrgemate naaberkohtade ülekande sisenditega, aeglasem, aga vähem rauda. Rööpülekandega - ülekandesignaal jõuab kõigisse ülekandega haaratud pesikuisse praktiliselt üheaegselt. Palju rauda. Lahutajad - lahutamine on täiendkoodi liitmine. otsekood(0100) > pöördkood(1011) > täiendkood(1100) (eelmisele 1 liita). Kiire ülekanne - jadarööpülekanne. pesikud jaotataksegruppidesse. Gruppide vahel võimalik:
annaabi.ee 
