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CIRCUITOS COMBINATÓRIOS DE UM COMPUTADOR

Adão de Melo Neto

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Executar programas armazenados na memória

Armazena programas a serem executados pelo

processador

UNIDADE LÓGICA ARITMÉTICAExecutar operações lógicas e aritméticasRequeridas pelas instruções lidas da Memória principal

FUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADORFUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADOR

UNIDADE DE CONTROLEControlar o funcionamento do computador,Ou seja, controlar para que o processador Execute a sua função que foi descrita.

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FUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADORFUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM COMPUTADOR

Os circuitos combinatórios circuitos combinatórios tem como finalidade implementar as atividades de uma Unidade Lógica Aritmética Unidade Lógica Aritmética e algumas funções da Unidade de ControleUnidade de Controle.

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Circuitos Combinatórios Circuitos Combinatórios

– São circuitos digitais* circuitos digitais* cuja saída depende apenas de uma combinação de entradas.

– Iremos verificar o funcionamento de alguns circuitos combinatórios que são utilizados na implementação da ULA e unidade de controle da UCP.

– *Circuitos Digitais• São circuitos constituídos por portas que admitem uma ou várias

entradas, cada uma delas podendo assumir o valor 0 ou 1.

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Circuitos Combinatórios

SOMADOR DE 01 BIT MULTIPLEXADOR (MUX) DEMULTIPLEXADOR (DEMUX) COMPARADOR SHIFTER (deslocador) SOMADOR COMPLETO de 04 BITS SOMADOR/SUBTRADOR de 04 BITS MULTIPLICADOR de 02 BITS

SOMADOR COMPLETO (FULL ADDER) DE 01 BIT

Como o circuito é obtido ?

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SOMADOR– Soma dois valores– Você sabe construir um somador de dois bits A e B ?

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 0 ( e vai 1)

SOMADOR COMPLETO DE 01 BIT

11 0 1 0

11 101 111 000

X Y /X.Y X./Y /X.Y+X./Y XY

0 0 0 0 0 0

0 1 1 0 1 1

1 0 0 1 1 1

1 1 0 0 0 0

X Y /X./Y X.Y /X./Y+X.Y /(XY)

0 0 1 0 1 1

0 1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0

1 1 0 1 1 1

IGUALDADES

OBTENÇÃO DO COUT(VAI UM DE SAÍDA)

A B Cin AB (A+B) (A+B).Cin (AB) (AB).Cin (A+B).Cin + A.B(A+B).Cin + A.B (A(AB).Cin+ A.BB).Cin+ A.B

0 0 0 0 0 0 0 0 00 00

0 0 1 0 0 0 0 0 00 00

0 1 0 0 1 0 1 0 00 00

0 1 1 0 1 1 1 1 11 11

1 0 0 0 1 0 1 0 00 00

1 0 1 0 1 1 1 1 11 11

1 1 0 1 1 0 0 0 11 11

1 1 1 1 1 1 0 0 11 11

IGUALDADES

SOMADOR COMPLETO DE 01 BIT

14

01

0

1

1

0

1

1

15

SOMADOR

1 1

1 1 0 1

1 1 1 1

0 0

VAI UM (entrada)

VAI UM (saída)

A

B

16

11

1

0

1

1

0

1

SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS

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SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS

FULL ADDER (FAD)

B A

S

CARRY OUT

CARRY OUT

CARRY IN

CARRY IN

S

SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS

SOMADOR COMPLETO DE 04 BITS

BA

SOMADOR/SUBTRATOR DE 4 BITS

SOMADOR/SUBTRATOR 4 BITS

POSSO OBTER A – B UTILIZANDO A ARITMÉTICA EM COMPLEMENTO DE 2

- B = /B + 1 e PORTANTO A – B = A+ (-B) = A+(/B +1)

EXEMPLOEXEMPLO: A = 64 e B = 120 => A-B = -56 A = 64 => 01000000 B = 120 => 01111000-B = /B + 1 = 10000111 + 1 = 10001000 (-128 + 1 =-120) A-B = A+(/B +1) = = 01000000 10001000 11001000 (-128+64+8 = -56)

SOMADOR/SUBTRATOR 4 BITS

SOMADOR/SUBTRATOR 4 BITS

Sel2 = 1 → inverte BSel1 = 1 → soma + 1

MULTIPLEXADOR Seleciona como saída S uma das entradas

Di com base em entradas de controle

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MULTIPLEXADOR com 04 entradas

27

MULTIPLEXADOR

D0D1D2D3

S

Controle (A e B)

A B S

0 0 D0

0 1 D1

1 0 D2

1 1 D3

28

29

0 0

11D0

10D1

01D2

00D3

D0000

S = D0 + 0 + 0 + 0S = D0

S

30

0 1

10D0

11D1

00D2

01D3

0D100

S = 0 +D1 + 0 + 0S = D1

S

31

1 0

01D0

00D1

11D2

10D3

00D20

S = 0 + 0 + 0 + D2S = D2

S

32

1 1

00D0

01D1

10D2

11D3

000D3

S = 0 + 0 + 0 + D3S = D3

S

33

A B DO D1 D2 D3 S (saída)

0 0 0 X X X 0

0 0 1 X X X 1

0 1 X 0 X X 0

0 1 X 1 X X 1

1 0 X X 0 X 0

1 0 X X 1 X 1

1 1 X X X 0 0

1 1 X X X 1 1

PROVA

entradas

DEMULTIPLEXADORPermite habilitar uma das saídas habilitadoras Di com base em sinais de controle

34

DEMULTIPLEXADOR– Permite habilitar uma das saídas habilitadoras Di com base

em sinais de controle

35

A B D0 D1 D2 D3

0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1

entradas

Circuito demultiplexador com 4 entradas.

36

0 0

11

10

01

00

1

0

0

0

A B D0 D1 D2 D3

0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1

Circuito demultiplexador com 4 entradas.

37

1 1

00

01

10

11

0

0

0

1

A B D0 D1 D2 D3

0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1

38

COMPARADOR– Compara duas palavras de entrada (por exemplo,

verificando se são iguais)– Exemplo 1:

• A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1110

A = 1110B = 1110

39

COMPARADOR– Compara duas palavras de entrada (por exemplo,

verificando se são iguais)– Exemplo 1:

• A = A3A2A1A0 = 1110 e B = B3B2B1B0 = 1100

A = 1110B = 1100

40

Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits.

00

11

01

11

00

11

11

00

A = 01010110B = 01110110

41

Construa um circuito comparador de palavras de 8 bits usando dois circuitos comparadores de palavras de 4 bits.

A = 01010110B = 01110110

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0 São diferentes

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SHIFTER (DESLOCADOR)– Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1)

– D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010

– S = = 11010100

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SHIFTER (DESLOCADOR)– Desloca os bits para a esquerda (C=0) ou direita (C=1)

– D = D0D1D2D3 D4D5D6D7 = 01101010

– S = = 00110101

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SHIFTERS (DESLOCADORES)

– D

• 01101010 (10610)

– Deslocar para esquerda (multiplicar por 2)

• 11010100 (21210)

– Deslocar para direita (dividir por 2)

• 00110101 ( 5310)

MULTIPLICADOR DE 2 BITS

MULTIPLICADOR DE 2 BITS

MULTIPLICADOR DE 2 BITS 1 1 1 0

0 0 0 1 11 0 1 1

AB