lezione3

lezione3
PSPICE –
simulazione sommatori,
comparatori
Davide Piccolo
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
1
Il SOMMATORE
Il sommatore è un circuito che effettua la soma bit per bit
di cifre binarie. Può essere definito su di un numero
arbitrario N di bit.
Si distingue in semisommatore e sommatore completo a
seconda se contiene o meno il trattamento del “riporto”
(Carry flag)
in0
in1
Semi
Sommatore
1 bit
s
c
uscite
In1 In0
S
C
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
2
Il SOMMATORE completo
Il sommatore completo deve tener conto del carry flag
che gli arriva dagli stadi di somma precedenti
Solo i bit meno significativi possono essere sommati con
un semisommatore.
In1
In0 Cin
C
S
in0
in1
cin
Sommatore
completo
1 bit
s
c
uscite
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
3
Implementazione Del
semisommatore
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
4
Risultato Della Simulazione
Da notare la spike
derivante dai ritardi
relativi…
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
5
Implementazione Del
sommatore Completo
Soluzioni “universali”
basate sull’uso di:
•Un MUX per la somma
•Un DeMUX per il Carry
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
6
Risultato Della Simulazione
In=1,1
Cin=1
In=0,0
Cin=0
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
7
Sommatore integrato
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
8
Stimoli opportuni…
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
9
Tempo totale di simulazione
20us/100ns =
20000/100 =200 passi
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
10
Risultato della simulazione
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
11
I comparatori numerici
I comparatori sono dei circuiti combinatori in
grado di confrontare tra di loro due numeri
binari
All’ingresso del circuito arrivano i bit dei due
numeri da confrontare e in uscita solo una di
tre linee va allo stato logico alto a seconda
che il primo numero in ingresso sia uguale,
maggiore o minore del secondo numero in
ingresso.
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
12
Mappe di karnaugh del
comparatore a due bit
A=B
Y = A1B1A2B2 + A1B1A2B2 +
A1B1A2B2 + A1B1A2B2 =
A1B1(A2B2+A2B2)+A1B1(A2B2+A2B2)
= (A1B1+ A1B1) (A2B2+A2B2) =
A1 ⊕ B1 • A2 ⊕ B2
A>B
Y = A1A2B1B2 + A1A2B1B2 +A2B2
= A1B1•(A2⊕B2) + A2B2
A<B
Y = A1A2B1B2 + A1A2B1B2 +A2B2
= A1B1•(A2⊕B2) + A2B2
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
13
Schematico Comparatore
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
14
Simulazione del circuito
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
15
Comparatore a 4 bit (integrato 7485)
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
16
Simulazione circuito
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
17
Comparatore a 8 bit
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
18
Simulazione del circuito
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
19
Decodifica per display 7
segmenti
Da codice BCD a pilotaggio segmenti
„
„
A catodo comune (accesi se H)
Ad anodo comune (accesi se L)
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
20
Decodifica per display
LED/LCD: tabella della verità
Tutto ON
Tutto OFF
SS00
SS5
5
A catodo comune (H)
Code
S0
0
H H H H H H L
1
L H H L L L L
Es. ‘0’ 2
H H L H H L H
3
H H H H L L H
SS1
1
SS66
SS2
2
SS4
4
SS33
S1
S2
S3
S4
S5
S6
…
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
21
Logica della decodifica
Si basa sulla semplice interpretazione
della tabella della verità (in forma SOP
o POS opportunamente minimizzata)
Per la simulazione ci serviamo di un
circuito preesistente (7449)
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
22
Lo schematic
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
23
Risultato di una simulazione
Da notare lo stato di alta impedenza dovuta
ad uscite a collettore aperto mancanti di
connessioni esterne
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
24
Esempi di esercizi di esame (I)
Si dispone di 4 pile, due di 1.5 V, un di 3 V ed una di 4.5 V.
Associando lo stato logico 1 quando la pila è attivata e lo stato
logico 0 quando non è attivata, progettare un circuito
combinatorio che funga da sistema di controllo con le specifiche
seguenti:
„
„
Ha 4 uscite U0, U1, U2, U3
Chiamando Vt la somma delle tensioni delle pile attivate, le uscite
assumeranno i seguenti valori:
Š
Š
Š
Š
Vt>6 V
4.5 V < Vt <= 6 V
3V < Vt <= 4.5 V
1.5 V <= Vt <= 3 V
U0=1
U1=1
U2=1
U3=1
Progettare il sistema con una rete basata su un decoder e
simularne il funzionamento ricavandone la tabella di verità
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
25
Esempi di esercizi di esame (II)
Una bilancia ha una portata massima di 15 Kg e su di essa si
possono trovare uno o più oggetti: A, B, C, D che pesano
rispettivamente 7 Kg; 4 Kg; 3 Kg; 5 Kg. Associando lo stato
logico 1 quando il peso è posto sulla bilancia, progettare un
circuito digitale ad una uscita Y tale che Y=1 solo se il peso
complessivo posto sulla bilancia supera la portata.
Realizzare il circuito mediante un multiplexer 4 a 1. Simulare e
ricavare la tabella di verità completa del circuito.
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
26
Esempi di esercizi di esame (III)
Una compagnia di avventurieri si imbatte in un’idra. Per sconfiggerla il mago del
gruppo (7 livello, modificatore di intelligenza = +7) può lanciare un incantesimo,
il chierico (6 livello, modificatore di saggezza = +5) può lanciare un incantesimo
“distruggere un essere vivente” mentre il ladro può usare l’oggetto “Freccia
assassina superiore”. A ciascun incantesimo e oggetto magico è associata una
classe di difficoltà (CD) secondo la seguente tabella:
incantesimo = 10 + livello dell’incantatore+modificatore di caratteristica
oggetto
= 17
Il gruppo può sferrare i suoi attacchi magici in una qualsiasi combinazione di
incantesimi e oggetti magici. La CD complessiva è data dalla somma delle
singole CD. Per difendersi, l’idra ha diritto ad un tiro salvezza che deve essere
maggiore o uguale all’attacco magico: Nel caso in cui l’idra ottenga 28,
progettare un circuito che stabilisca quando l’idra viene colpita dall’attacco
utilizzando un’opportuna rete logica minimizzata riportando il disegno del
circuito e la tabella di verità completa.
Laboratorio di Architettura Degli
Elaboratori
27
Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Download PDF

advertisement