Lucrare de laborator I

1
ARHITECTURA CACLULATOARELOR
Lucrarea de laborator nr. 1


A. Por
i logice. Circuite logice combina
ionale.


Cele mai utilizate por
i logice sunt:
AND, OR, NAND, NOR, XOR, Ex-NOR. Mai jos se prezint
tabelele de adev
r ale
celor 6 tipuri de pori (se consider
cazul a c?te 2 intr
ri pe poart
), i simbolurile
asociate. Cercurile mici, ce apar la ieirea porilor NAND, NOR, si NOR exclusiv
reprezint
negaii, indic?nd, de exemplu, c
o poarta NAND poate fi considerat
ca o
poarta AND, a c
rei ieire este negat
(inversat
).




Circuitele logice combina
ionale, care sunt circuite f
r
memorie, sunt
formate prin interconectarea porilor logice. Circuitele logice combinaionale se
caracterizeaz
prin faptul c
valorile logice ale funciilor de ieire depind numai de
valorile logice ale variabilelor de intrare, fiind independente de st
rile anterioare ale
circuitului.

Exemplu:
1. Un exemplu simplu de circuit logic combinaional este sumatorul pe un singur bit.
Tabela de adev
r a funciei pe care trebuie s
o ?ndeplineasc
este prezentat
mai
jos:





2

intr
ri ieiri
A B Transport: CARRY
Suma A+B:
SUM
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0



Presupunem iniial c
intr
rile A, B ale circuitului de mai sus au valorile 0, 0.
Valoarea ieirii Sum va fi valoarea de ieire a porii logice XOR. Atunci c?nd
la intrarea sa se aplic
valorile 0,0, din tabela de adev
r se observ
c
poarta XOR
d
pe ieire valoarea 0 (Sum = 0).
Valoarea celei de-a doua ieiri (Carry) este valoarea de ieire a porii AND.
C?nd pe intr
rile sale se aplic
0,0 se deduce din tabela sa de adev
r c
ieirea are
valoarea 0.
Situaia se prezint
?n figura de mai jos:


Dac
se modific
numai valoarea intr
rii A, devenind 1, atunci pentru
combinaia A=1, B=0 ieirea Sum va fi 1 (din tabela de adev
r a porii XOR).
Aceeai situaie va fi ?nt?lnit
dac
intrarea B este 1, iar A ram?ne nemodificat
?n
0.
Pentru aceleai combinaii de valori, A=1, B=0, respectiv A=0, B=1, valoarea
ieirii Carry va fi 0 (din tabela de adev
r a porii AND pentru ambele combinaii de
intr
ri):
Cele dou
cazuri sunt prezentate ?n figura de mai jos:
3


Dac
cele dou
intr
ri A, B au valoarea 1, atunci ieirea Sum va fi dat
de
combinaia 1,1, aplicat
pe intrarea porii XOR. ?n acest caz, Sum=1.
Carry va avea valoarea de ieire a porii AND, av?nd la intrare cele dou

valori A=1, B=1, adic
1:

2. Implementarea por
ii SAU Exclusiv:
Circuitul logic combinaional de mai jos implementeaz
funcia logic
XOR
folosind folosind numai pori NU, I, SAU. Pe figur
sunt prezentate diferitele
funcii implementate de elementele logice din circuit.
4

Se vor considera toate cele patru combinaii posibile de valori ale m
rimilor
de intrare A,B pentru a vedea ce valori de ieire se obin ?n fiecare caz.
Iniial, A=B=0. Cele dou
pori NOT vor nega ambele valori A, B, pe ieirea
lor rezult?nd 1. Fiecare din cele dou
pori AND vor avea ca m
rimi de intrare
valoarea NOT(A), B , respectiv NOT(B), A. Din tabelul de adev
r al funciei AND
se observ
c
pentru oricare combinaii de valori de intrare 1,0 sau 0,1, valoarea de
ieire a porii logice va fi 0. ?n acest caz, pe intrarea porii AND se vor afla valorile
0,0, pentru aceast
combinaie de intr
ri corespunz?nd conform tabelei de adev
r
pentru poarta AND ieirea 0:


Dac
se modific
valoarea intr
rii A ?n 1, atunci pentru combinaia A=1, B=0,
avem situaia din figura de ma...