Vom Transistor zum HW-Automaten

Präsentation zum Thema: "Vom Transistor zum HW-Automaten"—  Präsentation transkript:

1 Vom Transistor zum HW-Automaten
Technische Grundlagen der Informatik Prof. Dr. Michael Löwe (Grundlage: Tanenbaum/Goodman. Computerarchitektur )

2 Vom Transistor zum Automaten
Inhalt Schalterprinzip eines Transistors Gatter Logische Schaltungen Arithmetisch/Logische Einheit (ALU) Bit-Speicher Register Automaten in Hardware FHDW Vom Transistor zum Automaten

3 Schalterprinzip eines Transistors
? Schalterprinzip eines Transistors Kollektor Basis Emitter FHDW Vom Transistor zum Automaten

4 Vom Transistor zum Automaten
Das erste Gatter Vin Vout VCC R1 In Out NOT FHDW Vom Transistor zum Automaten

5 Vom Transistor zum Automaten
Und-Gatter (fast) V2 Vout VCC R1 V1 In1 Out In2 NAND FHDW Vom Transistor zum Automaten

6 Vom Transistor zum Automaten
Oder-Gatter (fast) V2 Vout VCC R1 V1 In1 Out In2 NOR FHDW Vom Transistor zum Automaten

7 Vom Transistor zum Automaten
Übung Sei 0 Volt als „false“ oder 0 interpretiert und VCC als „true“ oder 1! Realisieren Sie Schaltungen für: a  b, a  b, a XOR b (¬a  b)  ¬(a  c) FHDW Vom Transistor zum Automaten

8 Vom Transistor zum Automaten
Übung Realisieren Sie eine Schaltung für folgende Tabellen: FHDW Vom Transistor zum Automaten

9 Vom Transistor zum Automaten
Multiplexer S1 S0 D0 D1 D2 D3 FHDW Vom Transistor zum Automaten

10 Vom Transistor zum Automaten
Übung Dekodierer S0 S1 D0 D1 D2 D3 FHDW Vom Transistor zum Automaten

11 Übung ALU (Arithmetisch/Logische Einheit)
F0 F1 OUT Carry Out IN1 IN2 Carry In ALU (1 Bit) Funktionen: Addieren Logisches Und Logisches Oder Logisches X-Oder FHDW Vom Transistor zum Automaten

12 Information speichern
Q ¬Q SR-Latch FHDW Vom Transistor zum Automaten

13 Vom Transistor zum Automaten
Getaktetes SR-Latch Q ¬Q R S Takt FHDW Vom Transistor zum Automaten

14 Vom Transistor zum Automaten
Getaktetes D-Latch Q ¬Q D Takt Clk FHDW Vom Transistor zum Automaten

15 Vom Transistor zum Automaten
Register Q D Clk D1 D2 D3 D4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q ¬Q D Clk Q D Clk FHDW Vom Transistor zum Automaten

16 Vom Transistor zum Automaten
? Hardware-Automaten FHDW Vom Transistor zum Automaten

17 Hardware-Automaten Clk Register (n Bit) Register (k Bit)
Logische Funktion (m+n Bit  k+n Bit) Input (m Bit) Register (n Bit) Clk Register (k Bit) Output (k Bit) Last State Next State (n Bit) FHDW Vom Transistor zum Automaten