Kiến trúc máy tính-Phần 1: Mạch số

Tài liệu dùng cho các bạn sinh viên các trường đại học cao đẳng tham khảo môn kiến trúc máy tính
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kiến trúc máy tính-Phần 1: Mạch số KIẾN TRÚC MÁY TÍNH GV: Nguyễn Minh Tuấn Mail: nmtuan@fit.hcmuns.edu.vn Web: www.is-edu.hcmuns.edu.vn/~nmtuan/1.asp 1 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 Tài Liệu Tham Khảo M.Morris Mano, 1. Computer System Architecture, 3rd ed. Prentice Hall, 1993 Robert J. Baron & Lee Higbie, 2. Computer Architecture, Addition-Wesley, 1992 2 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Mạch Số 1. Mạch Tổ Hợp 2. Mạch Tuần Tự 3. Thanh Ghi & Bộ Nhớ 4. Biểu Diễn Dữ Liệu 5. Vi Tác Vụ 6. Tổ Chức Máy Tính 7. Qui Trình Thực Hiện Lệnh 8. Thiết Kế Máy Tính 9. 3 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1. Mạch Số 1.1. Đại Cương 1.2. Cổng Luận Lý 1.3. Đại Số Bun 1.4. Bản Đồ Karnaugh 4 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1. Đại Cương Mạch số: mạch điện tử hoạt động ở hai mức điện áp là cao và thấp, còn gọi là mạch hai trạng thái. Trạng thái cao = 1 Trạng thái thấp = 0 Linh kiện cơ bản để tạo các mạch số: - Bóng đèn điện tử - Transistor. 5 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1. Đại Cương (tt) Linh kiện được ghép nối qua bảng mạch. Thu nhỏ mạch → mạch tích hợp (IC) Mạch tích hợp → Chip Chip: vỏ bọc bằng gốm hoặc chất dẻo Số pin: 14 đến 100 hoặc hơn. Các dạng đóng gói chip: DIP, PGA, PQFP. 6 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1. Đại Cương (tt) DIP (Dual Inline Package): số pin ≤ 80 PGA (Pin Grid Array): số pin ≥ 100 PQFP (Plastic Quad Flat Pack): (c) (a) (b) số pin ≥ 100 7 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1. Đại Cương (tt) Mức tích hợp: SSI, MSI, LSI, VLSI. SSI (Small-scale integration): < 10 MSI (Medium-scale integration): 10-200 LSI (Large-scale integration): 200-1000x VLSI (Very-large-scale integration): >1000x 8 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1. Đại Cương (tt) Công nghệ mạch = họ luận lý số Mạch cơ bản: cổng NAND, NOR hoặc cổng đảo (NOT). Linh kiện tạo mạch cơ bản → tên công nghệ mạch. Họ luận lý số: TTL, ECL, MOS, CMOS. 9 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.1. Đại Cương (tt) TTL (Transistor-transistor Logic): DTL (diode-transistor logic) → TTL ECL (Emitter-coupled Logic): hệ thống hoạt động ở tốc độ cao. MOS (Metal-oxide semiconductor): mạch cần mật độ thành phần cao. CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor): hệ thống cần tiết kiệm điện. 10 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.2.Cổng Luận Lý Cổng: mạch cơ bản gồm một/nhiều ngõ/tín hiệu vào/nhập và một ngõ/tín hiệu ra/xuất. Cổng cơ bản: đảo (NOT), đệm (buffer), AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR Bảng chân trị: quan hệ giữa các ngõ nhập/xuất của cổng. 11 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.2.Cổng Luận Lý (tt) Cổng AND – Có ít nhất 2 ngõ vào. – Ngõ ra có trị cao khi tất cả các ngõ vào cao. A B x 0 0 0 A x B 0 1 0 1 0 0 1 1 1 12 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.2.Cổng Luận Lý (tt) Cổng OR – Có ít nhất 2 ngõ vào. – Ngõ ra có trị cao khi có một ngõ vào cao. A B x 0 0 0 A x 0 1 1 B 1 0 1 1 1 1 13 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.2.Cổng Luận Lý (tt) Cổng NOT (đảo) – Có 1 ngõ vào và một ngõ ra. – Ngõ ra ngược lại ngõ vào. Ax 01 A x 10 14 NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1.2.Cổng Luận Lý (tt) Cổ ...