8.Функциональные узлы су

Регистр– устройство, предназначенное для временного хранения и преобразования информации.

Если в регистрах используются инверсные выходы триггеров, то, таким образом, можно осуществить преобразования прямого кода в обратный. Для преобразования параллельного кода в последовательный могут использоваться сдвигающие регистры. Они построены таким образом, что записанная информация по сигналу «сдвиг» перемещается слева направо и наоборот. Могут использоваться реверсивные сдвигающие регистры.

Счётчик

Простейший счётчик (делитель частоты) можно построить, если последовательно соединить несколько счётных триггеров. Основной характеристикой счётчика является коэффициент деления или модуль счёта. Этот параметр указывает, какое количество импульсов поданных на вход, возвращает счётчик в исходное состояние или во сколько раз выходная частота (период) отличается от входной.

Счётчики бывают: суммирующий; вычитающие; реверсивные; с постоянным и изменяемым модулем счёта; синхронные и асинхронные и т.д.

Шифратор – устройство, преобразующее сигнал поданный в один входной провод в выходной двоичный код.

Дешифратор– устройство для преобразования входного двоичного кода в сигнал логического уровня, проявляющийся на одном выходе, десятичный номер которого соответствует входному двоичному коду.

В дешифраторах может присутствовать дополнительный вход ОЕ для управления информацией на выходах.

Мультиплексор – устройство, предназначенное для передачи инфы с одного из нескольких информационных входов на 1 информационный выход. Номер входа, с которого информация передаётся на выход определяется двоичным кодом, поступающим на управляющие входы.

Демультиплексор предназначен для передачи информации с одного информационного входа на один из нескольких информационных выходов. В качестве демультиплексора может быть использован дешифратор с дополнительным входом ЕО

Сумматор – устройство для выполнения арифметических операций над двоичными числами. В основе их используют так называемые полные одноразрядные сумматоры. Эти устройства служат для сложения двух одноразрядных двоичных чисел с учётом переноса из предыдущего разряда. На выходе получают сумму и перенос в следующий разряд. Слагаемые обозначаются буквами «а» и «в», перенос из пред разряда - «с».

Сумма на выходе обозначается «s», а перенос «сi+1». Вход аi, вi, входной переносci. В некоторых случаях используют полусумматоры. Они отличаются тем, что отсутствует вход переноса из предыдущего разряда. Полные одноразрядные сумматоры являются коммутационным устройством, поэтому обязательно наличие регистров для хранения исходных данных и результатов. Регистр, который используется для хранения выходной инфы в некоторых процессорах наз аккумулятор.

9.Бис запоминающие устройства

ЗУ предназначены для записи больших объёмов информации. ЗУ состоят из ячеек, каждая из которых предназначена для хранения слова информации. Как правило, слово кратно байту (8 бит). Каждая ячейка нумеруется числом, которое называется адресом. В зависимости от способа и возможности записи и хранения информации ЗУ делятся на:

-ОЗУ

-ПЗУ

-ППЗУ

ОЗУ – оперативные ЗУ. RAM (random access memory)

ОЗУ – ЗУ с произвольной записью и чтением информации.

Особенности:

Возможна запись и чтение информации по любому произвольно взятому адресу, при чём время записи и чтения приблизительно одинаковы. Как правило, ОЗУ требует питания для хранения информации.

ОЗУ делятся на статические и динамические.

ПЗУ – постоянное ЗУ. В основе ROM(read only memory). Предназначены для хранения информации. Запись может осуществляться только один раз. В зависимости от способа записи информации делятся на масочные(ROM) и однократно-программируемые (PROM). В однократно-программируемых микросхемы записываются у потребителя с помощью специального программатора. В исходном состоянии в таких ПЗУ в каждом бите записана *1*, а при записи разрушаются перемычки в тех разрядах, которым нужно записать *0*.

ППЗУ – перепрограммируемые постоянные ЗУ(RPROM). В отличие от ПЗУ в ППЗУ можно переписать записанную информацию. Для этого вся ранее записанная информация очищается(с помощью ультрафиолетового или электрического поля), а затем записывается новый массив информации с помощью специального программатора. Количество перезаписей ограничено, зависит от соблюдения технологии очистки памяти и соблюдения технологии записи.

При хранении информации в ПЗУ и ППЗУ наличие источника питания не требуется. ПЗУ и ППЗУ используются для записи информации, которая в процессе функционирования устройства не изменяется(ПЗУ) или изменяется очень редко.

Статические строятся на основе триггеров, сохраняемых своё состояние, пока присутствует источник питания.

В динамических в качестве ЗУ используется ёмкость затвора, МОП структуры.

Саморазряд конденсаторов ведёт к разрушению данных, поэтому они должны периодически восстанавливаться каждые несколько миллисекунд. Восстановление данных в динамических ЗУ осуществляется с помощью специальных контроллеров регенерации. Разработаны также ЗУ с динамическими элементами, имеющие внутреннюю встроенную систему регенерации. Статически ЗУ образуются>SRAM> образуются DRAM .

Статические обладают более высоким быстродействием , но имеют меньшую плотность упаковки.

Динамические ЗУ характеризуются наибольшей информационной ёмкостью и невысокой стоимостью, поэтому они используются как основная память ЭВМ. Поскольку от этой памяти требуется более высокое быстродействие, существуют различные архитектуры повышенного быстродействия.

Статические гораздо дороже динамических, но обладают более высоким быстродействием. Поэтому используются в основном в КЭШ-памяти. В структуре ЗУ могут иметь следующие виды:

1)структура 2D

Дешифратор адресного кода DC при наличие разрешающего сигнала CS активирует одну из выходных линий, разрешая одновременный доступ ко всем элементам выбранной строки. Элементы одного столбца соединены внутренней линией данных. Элементы столбца хранят одноименные биты всех слов. Направление обмена определяется усилителями чтения/записи под воздействием сигнала R/W(чтение/запись)

2)Структура 3D

Подобные структуры могут иметь ПЗУ и ППЗУ. Отличие заключается в том, что там производится только чтение информации и усилители работают в одну сторону.