Fichas
Schaltnetze
Fichas del conjunto (22)
- 1Bottom-Up AnsatzNach und nach die ganze Schaltung aus elementaren Bausteinen (NAND, NOR, ...) zusammensetzen.
Integration: Zusammenfassen von Grundbausteinen - 2Top-Down AnsatzZerlegung der Gesamtaufgabe in Teilaufgaben, mehrfache Verfeinerung.
- 32-MUXEin Multiplexer mit zwei Steuersignalen (Bits), die entscheiden, welcher der vier Inputs an den Output weitergeleitet wird.
- 4Anwendungsbeispiel: SerialisierungMultiplexer erhält ein paralleles Signal an den Inputs und wandelt es mit Hilfe der Steuersignale in ein serielles Signal um.
- 5Bottom-Up 2-MUX
- 6Top-Down 2-MUX
- 7Hardware-LookupStatteine Funktion zu implementieren, speichern wir mit Hilfe eines Multiplexers einfach die Funktionswerte aus der Wertetabelle ab. Die Steuersignale des MUX agieren dann als Inputvariablen der Funktion. Die Inputs des MUX sind die Funktionswerte des jeweiligen Steuersignals.
- 8DemultiplexerDeMUX sind ähnlich wie Multiplexer, nur ist ihre Funktionsweise umgekehrt:
Gegeben ist ein Input-Signal. Anhand der Steuersignale legt der DeMUX nun fest, an welchen Output (mehrere Outputs!) der Input gesendet wird. - 9Anwendungsbeispiel: De-SerialisierungEin serielles Signal als Input eines DeMUX. Mit Hilfe der Steuersignale wird nun wieder ein paralleles Signal erzeugt (wenn auch etwas zeitversetzt).
- 10DecoderEigentlich wie ein DeMUX, aber der Input x ist immer 1. Dabei kann x als Aktivierungssignal bzw. Ein-/Ausschalter verstanden werden. Es ist immer genau ein Output auf 1.
- 11EncoderUmkehrfunktion des Decoders
- 12Schaltung: 2x4-Decoder
- 13Wertetabelle: 4x2-Encoder
- 14Drei verschiedene Arten zur Realisierung beliebiger Boolescher Funktionen1) Mittels MUX und Hardware-Lookup
2) Mittels Decoder, welcher als Output alle Minterme hat, wobei diejenigen mit einschlägigem Index mit einem OR-Gatter verbunden sind.
3) Mittels Decoder und MUX - 15Beliebige Boolesche Funktion mit einem Decoder realisieren (Skizze der Schaltung)
- 16Addiernetzwerke: Für welche Stellen brauchen wir Halbadierer, wo brauchen wir volladierer?Beim LSB genügt ein Halbaddierer, alle anderen Stellen benötigen wegen dem Übertrag einen Volladdierer.
- 17Mit welchen Grundbausteinen wird das Resultat an der jeweiligen Stelle berechnet? Mit welchem der Übertrag?Resultat: XOR
Übertrag: AND, OR
Bemerkung: Beim Haldaddierer wird für den Übertrag lediglich ein AND-Gatter benötigt. - 18Ripple Carry Adder"Normaler" Addierer, rechent die letzte Stelle aus, dann die zweitletzte, etc.
-> Einfach aber langsam - 194-Bit Addiernetz (Ripple-Carry-Adder Skizze)
- 20Prinzip Carry-Bypass-Addiernetz (Auch: Carry-Skip-Addernetz)Es wird ermittelt, ob sich ein Übertrag über die ganze Dualzahl hinweg propagiert. Wenn nicht, werden die Additionen zum Teil bereits früher begonnen.
- 21Prinzip Carry-Select-AddiernetzEs werden für jedes Bit jeweils zwei Additionen durchgeführt. Nachdem bekannt ist, ob es einen Übertrag gab oder nicht, wird mit einem Multiplexer das richtige Resultat ausgewählt.
- 22Prinzip Carry-Save-Addiernetz (Beispiel mit 4 Summanden)
