Bài giảng môn học Cấu trúc máy tính: Bài 6

Bài giảng môn học Cấu trúc máy tính: Bài 6 trình bày các vấn đề kiến thức mà sinh viên cần nắm trong thanh ghi bộ nhớ như thanh ghi, thanh ghi nạp song song, thanh ghi dịch, thanh ghi dịch 2 chiều nạp song song, mạch đếm nhị phân và bộ nhớ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn học Cấu trúc máy tính: Bài 6 THANH GHI BỘ NHỚ THANH GHI @IT @IT Thanh ghi là nhóm mạch lật, mỗi mạch lật lưu  một bit dữ liệu.  Ngoài  mạch  lật,  thanh  ghi  còn  có  thể  có  các  cổng tổ hợp để thực hiện một số tác vụ xử lý dữ  liệu nào đó.  Định nghĩa tổng quát: Thanh  ghi  gồm  một  nhóm  các  mạch  lật  và  các cổng tác động đến chuyển tiếp của nó.     THANH GHI (tt) @IT @IT Các  mạch  lật  lưu  thông  tin  nhị  phân  và  các   cổng  điều  khiển  khi  nào  và  cách  thức  chuyển  thông tin mới vào thanh ghi. Thanh  ghi  đơn giản nhất là loại chỉ có mạch   lật và không có cổng ngoài. Ngõ  nhập  đồng  hồ  chung,  khởi  động  cả  4   mạch lật ở cạnh lên của mỗi xung và dữ liệu tại 4  ngõ vào được chuyển vào thanh ghi.     THANH GHI (tt) @IT @IT  Khi ngõ nhập xóa (clear input) = 0, cả 4 mạch  lật được khởi động cùng lúc (đồng bộ). Ngõ  nhập  này phải giữ mức 1  khi mạch hoạt  động bình thường và độc lập với đồng hồ. Chuyển  thông  tin  mới  vào  thanh  ghi  gọi  là  nạp     THANH GHI NẠP SONG SONG @IT @IT Khi các bit của thanh ghi được nạp đồng thời   với  một  chuyển  tiếp  xung  đồng  hồ,  ta  nói  việc  nạp được thực hiện song song. Hầu  hết  các  hệ  thống  số  có  một  mạch  tạo  đồng  hồ  chính  cung  cấp  liên  tục  dãy  xung  đồng  hồ. Các  xung  đồng  hồ  được  áp  vào  tất  cả  các  mạch lật và thanh ghi trong hệ thống. Phải  có  một  tín  hiệu  điều  khiển  riêng  để  xác  định  xung  đồng  hồ  nào  tác  động  đến  thanh  ghi  nào.     THANH GHI NẠP SONG SONG @IT @IT  Là  thanh  ghi  4bit  có  một  ngõ  nhập  điều  khiển  nạp  hướng  trực  tiếp  vào  các  cổng và vào các ngõ nhập  D.  Các  ngõ  nhập  nhận  xung  đồng hồ từ mọi lúc.  Cổng đệm ở ngõ nhập  đồng hồ làm giảm bớt  xung lượng cần thiết từ  mạch tạo đồng hồ vì nối  với 4 ngõ vào sẽ tốn hơn    nối với 1.   THANH GHI NẠP SONG SONG (tt) @IT @IT  Ngõ nhập nạp xác định hành động tại mỗi xung  đồng hồ.  Khi  là  1,  dữ  liệu  tại  4  ngõ  nhập  được  chuyển  vào  thanh  ghi  với  chuyển  tiếp  dương  kế  của  xung đồng hồ.  Khi là 0, dữ liệu nhập bị cấm và các ngõ vào D  nối với ngõ xuất.  Kết nối phản hồi nối xuất với nhập là cần thiết  vì mạch lật D không có điều kiện “không đổi”.  Tại  mỗi  xung,  ngõ  nhập  D  xác  định  trạng  thái  của  ngõ  xuất.  Để  ngõ  ra  không  đổi,  phải  cho  ngõ vào bằng trị hiện hành ngõ ra.     THANH GHI DỊCH @IT @IT  Thanh  ghi  có  khả  năng  dịch  thông  tin  nhị  phân theo một hoặc cả hai hướng được gọi  là thanh ghi dịch.  Thanh ghi dịch gồm một dãy các mạch lật nối   với nhau, ngõ ra mạch lật này là ngõ vào mạch  lật kia.  Các  mạch  lật  nhận  chung  xuân  đồng  hồ  để  khởi  động  thao  tác  dịch  từ  trạng  thái  này  qua  trạng thái kế.     THANH GHI DỊCH 2 CHIỀU NẠP SONG  SONG @IT @IT Thanh  ghi  dịch  chỉ  theo  một  hướng  gọi  là  thanh ghi dịch một chiều.  Thanh ghi dịch theo cả hai hướng gọi là thanh  ghi dịch hai chiều.  Thanh ghi có các khả năng: ­  Một  ngõ  nhập  cho  các  xung  đồng  hồ  để  đồng bộ các tác vụ. ­ Một tác vụ dịch – phải và một đường nhập  dãy liên kết với dịch phải. ­ Một tác vụ dịch – trái và một đường nhập  dãy liên kết với dịch trái.     THANH GHI DỊCH 2 CHIỀU NẠP SONG  SONG @IT @IT  Một tác vụ nạp song song và n đường nhập  liên kết với chuyển tiếp song song.  n đường ra song song.  Một trạng thái điều khiển giữ thông tin trong  thanh ghi không đổi bất chấp các xung đồng  hồ áp vào liên tục.     MẠCH ĐẾM NHỊ PHÂN @IT @IT  Thanh ghi đi qua một dãy trạng thái định trước  theo các xung nhập gọi là mạch đếm.  Xung nhập có thể là xung đồng hồ hoặc có thể  từ nguồn bên ngoài.  Chúng có thể xuất hiện đều đặn hoặc bất kỳ.  Mạch đếm được dùng trong hầu hết các thiết bị  họ luận lý số.  Chúng được dùng để đếm số lần xuất hiện các  biến  cố  và  tạo  các  tín  hiệu  định  thời  để  điều  khiển các tác vụ trong máy tính số.  Trường  hợp  số  đếm  nhị  phân  là  đơn giản nhất  và  mạch  đếm  này  được  gọi  là  mạch  đềm  nhị  phân.     MẠCH ĐẾM NHỊ PHÂN (tt) @IT @IT  Mạch  đếm  nhị  phân  n­bit  là  thanh  ghi  n  mạch  lật  cùng  với  các  cổng  theo  một  dãy  trạng  thái  tương ứng với số đếm nhị phân n­bit từ 0 đến 2n  – 1.  Thiết  kế  mạch  đếm  nhị  ph ...