Báo cáo KTMT 2 pdf

Báo cáo
BÀI TẬP LỚN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
TÌM HIỂU HOẠT ĐỘNG KHỐI ALU, SO SÁNH CARRY
LOOK-AHEAD ADDER & RIPPLE ADDER VÀ MÔ TẢ
PHÉP NHÂN KHÔNG DẤU
1
Thành viên
2
Họ tên Số hiệu Sinh viên
Nguyễn Bá Hùng 20073678
Nguyễn Duy Khiêm 20071567
Đỗ Nguyễn Ngọc Nguyên 20072127
Lê Văn Quyền 20072361
Phạm Hoàng Việt 20073463
Nội dung đề tài
3
Giới thiệu ALU
So sánh CLA & RAMô tả bộ
nhân không dấu
1. Giới thiệu khối ALU
4
IAS, 1945
•
Nguồn gốc hình thành
1. Giới thiệu khối ALU
5
ALU
Cộng, trừ, nhân chia số nguyên
Các phép toán logic: and, or, not
Dịch bit
•

Chức năng
2. So sánh Carry Look-Ahead Adder và
Ripple Adder
6
Sum = A ⊕ B
Cout = A.B
HA
A B
Cout
Sum
A B Sum Cout
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
•
Nguồn gốc hình thành
•
Bộ cộng không đầy đủ
2. So sánh Carry Look-Ahead Adder và
Ripple Adder
Sum = A ⊕ B ⊕ Cin
Cout = A.B + B.Cin
+ A.Cin
FA
A B
Cin
Cout
Sum
Cin A B Sum Cout

0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
•
Nguồn gốc hình thành
•
Bộ cộng đầy đủ
A
B
A
B
Cin
Cout
•
Nguồn gốc hình thành
•
Bộ cộng Ripple Adder
•
Trễ bộ cộng = Tc * n
•
Tc = (Cin:Cout delay)
Ci
n
FA
A B

Co
ut
Su
m
C0
FA
A0 B0
FA
A1 B1
FA
A2 B2
FA
An-1Bn-1
C
n
. . .
2. So sánh Carry Look-Ahead Adder và
Ripple Adder
S0S1S2Sn-1
2. So sánh Carry Look-Ahead Adder và
Ripple Adder
Gi = Ai.Bi
Pi = (Ai xor Bi)
C1 = G0 + P0.C0
C2 = G1 + P1.C1 = G1 + P1.G0 + P1.P0.C0
C3 = G2 + P2.G1 + P2.P1.G0 + P2.P1.P0.C0
C4 = G3 + P3.G2 + P3.P2.G1 + P3P2.P1.G0 + P3P2.P1.P0.C0
•
Nguồn gốc hình thành
•

Bộ cộng Ripple Adder
2. So sánh Carry Look-Ahead Adder và
Ripple Adder
•
Kết luận:
•
Carry Look-ahead Adder (CLA) nhanh hơn Ripple
Adder (RA)
•
CLA phức tạp hơn, sử dụng nhiều LEs (Logic
Element) hơn.
•
Một bộ cộng RA không giới hạn số bit, một bộ cộng
CLA tối đa 4 bit (do fan-out)
3. Mô tả bộ nhân không dấu
11
Sơ đồ thanh ghi
12
Bộ tổng n bit
Logic điều khiển cộng
và dịch phải
AoAn-1
Co
Cn-
1
Cn BoBn-1
13
Start
ASBN
B  SN

Cn C  0
Ccout  n
B0=1
count=0
Stop
Dịch phải Cn, C, B
Ccount  Ccount -1
Cn C 
C+A
Y
N
N
Y
Lưu đồ thuật toán
14
Select
Clk
Reset
start
Resent_product
Load_product
Shift_product
Clk
Reset
Load
Shift_right
Load_multiplier
Shift_multiplier
Ship_multiplicant
Clk

Load
Shift_right
Datain
Dataout
Datain
Datain
Dataout
Clk
Load
Dataout
Sơ đồ thiết kế
Thanh ghi AThanh ghi B
Thanh ghi C
Ripple Adder
Logic điều khiển
cộng và dịch
15
S0
S3 S1
S2
FSM
Start = 1
Start = 0
Counter
Counter != 0
Load_product
Loop counter
Dịch thanh ghi
Multiplier & Product
Counter = 0

Done = 1
16
Mô phỏng trên kit DE2
17
Q&A
18
Cám ơn thầy và các bạn
đã chú ý lắng nghe!