BÀI GIẢNG KIẾN TRÚC MÁY TÍNH_PHẦN 8 ppsx

NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
1
9. Thit K Máy Tính
9. Thit K Máy Tính
9.1. Máy Tính C Bn
9.2. Mch Tích Ly
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
2
9.1. Máy Tính C Bn
9.1. Máy Tính C Bn

Máy tính c bn gm các mch phn cng sau:
1. B nh gm 4096 t 16 bit
2. Chín thanh ghi: AR, PC, DR, AC, IR, TR,
OUTR, INPR và SC
3. By mch lt: I, S, E, R, IEN, FGI và FGO.
4. Hai mch gii mã: gii mã tác v 3x8, gii mã
thi gian 4x16.
5. Bus 16 bit.
6. Các cng lun lý điu khin.
7. Mch cng và lun lý ni vi ngõ vào AC.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
3
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

B nh theo chun trên th trng.
 Các thanh ghi thuc loi nh đã mô t và tng
t mch tích hp loi 74163.
 Các mch lt thuc loi D hoc JK nh đã mô
t.

 Hai mch gii mã theo chun nh đã trình bày.
 H thng bus có th to t 16 mch dn 8x1
tng t nh đã trình bày.
 Phn tip theo nói v cách thit k cng lun lý
điu khin và mch cng và lun lý.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
4
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
Lc đ
khi các
cng lun
lý điu
khin nh
hình bên.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
5
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Các ngõ
vào xut
phát t 2
mch gii
mã
Mch lt
I, và các
bit 0-11
ca IR
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03

6
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Các ngõ
vào khác
là bit 0-15
ca AC
Bit 0-15
ca DR
Tr ca 7
mch lt I,
S, E, R,
IEN, FGI
và FGO
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
7
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Ngõ ra mch lun lý điu khin:
1. Tín hiu điu khin ngõ vào 9 thanh ghi.
2. Tín hiu điu khin ngõ vào đc ghi b nh.
3. Tín hiu đt, xoá, hoc bù các mch lt.
4. Tín hiu cho S
2
, S
1
, S
0

đ chn thanh ghi cho
bus.
5. Tín hiu điu khin AC, mch cng và lun lý.
 c t tín hiu điu khin có th bit nh đã
trình bày.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
8
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Thanh ghi ni vi bus nh đã mô t.
 Các ngõ nhp điu khin thanh ghi là LD (np),
INR (tng) và CLR (xoá).
 Gi s mun to cu trúc cng liên kt vi ngõ
vào AR, hãy duyt qua các mnh đ làm thay
đi AR:
R’T
0
:AR ← PC
R’T
2
:AR ← IR(0-11)
D
7
’IT
3
:AR ← M[AR]
RT
0
:AR ← 0

D
5
T
4
:AR ← AR + 1
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
9
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Ba mnh đ đu chuyn thông tin t
thanh ghi/b nh vào AR.
R’T
0
:AR ← PC
R’T
2
:AR ← IR(0-11)
D
7
’IT
3
:AR ← M[AR]
 Ni dung thanh ghi/b nh ngun chuyn
lên bus ri t bus chuyn vào AR bng
cách đt LD
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
10
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)


Mnh đ 4 xoá AR, mnh đ cui tng
AR.
RT
0
:AR ← 0
D
5
T
4
:AR ← AR + 1
 Các hàm điu khin có th đa vào 3
biu thc bun sau:
LD(AR) = R’T
0
+ R’T
2
+ D
7
’IT
3
CLR(AR) = RT
0
INR(AR) = D
5
T
4
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
11
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

9.1. Máy Tính C Bn (tt)
Các cng điu khin AR nh  hình di.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
12
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Tng t đ đc b nh, xét:
Read = R’T
1
+D
7
’IT
3
+(D
0
+D
1
+D
2
+D
6
)T
4
 Ngõ ra các cng biu thc bun trên phi
ni vi ngõ nhp đc b nh.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
13
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)


Các mnh đ sau cho thy IEN thay đi
qua 2 lnh ION và IOF.
pB
7
: IEN ← 1 (p=D
7
IT
3
, B
7
, B
6
là bit
pB
6
: IEN ← 0 ( 7 và 6 ca IR )
 Ngoài ra, cui chu k ngt IEN xoá 0:
RT
2
: IEN ← 0
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
14
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
Nu dùng mch lt JK cho IEN, cng điu khin
nh  hình di.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
15
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

9.1. Máy Tính C Bn (tt)

Bus 16-bit đc điu khin qua các ngõ
nhp chn S
2
S
1
S
0
.
 Bng sau xác đnh s nh phân cho
S
2
S
1
S
0
đ chn thanh ghi và đây là bng
chân tr ca mch mã hoá.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
16
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
Không
AR
PC
DR
AC
IR
TR

B nh
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0

0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0

1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
S
0
S
1
S
2
x
7
x

6
x
5
x
4
x
3
x
2
x
1
Thanh ghi
đc chn
XutNhp
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
17
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
Hình sau cho thy mch mã hoá là ngõ vào đ chn
bus. Các hàm bun mch mã hoá:
S
0
= x
1
+ x
3
+ x
5
+ x
7

S
1
= x
2
+ x
3
+ x
6
+ x
7
S
2
= x
4
+ x
5
+ x
6
+ x
7
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
18
9.1. Máy Tính C Bn (tt)
9.1. Máy Tính C Bn (tt)

 xác đnh ngõ vào mch mã hoá, ví d x
1
,
xét các mnh đ có AR là ngun.
D

4
T
4
: PC ← AR
D
5
T
5
: PC ← AR
 Nh vy hàm bun ca x
1
là:
x
1
= D
4
T
4
+ D
5
T
5
 Ly d liu t b nh vào bus tng ng x
7
=1.
Tác v đc (? ← M[AR]) làm vic này nên:
x
7
= R’T
1

+D
7
’IT
3
+(D
0
+D
1
+D
2
+D
6
)T
4
 Các thanh ghi khác cng tng t.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
19
9.2. Mch Tích Ly
9.2. Mch Tích Ly
Hình di là mch liên kt vi AC.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
20
9.2. Mch Tích Ly (tt)
9.2. Mch Tích Ly (tt)
Mch cng và lun lý có 3 b nhp, ngõ xut cung cp d
liu nhp cho thanh ghi.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
21
9.2. Mch Tích Ly (tt)
9.2. Mch Tích Ly (tt)

Ngoài ra còn có các cng lun lý điu khin LD, INR, CLR cho
thanh ghi và điu khin tác v cho mch cng và lun lý.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
22
9.2. Mch Tích Ly (tt)
9.2. Mch Tích Ly (tt)
 thit k mch liên kt vi AC, xem các mnh đ
thay đi AC.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
23
9.2. Mch Tích Ly (tt)
9.2. Mch Tích Ly (tt)
D
0
T
5
:AC ← AC ∧ DR AND vi DR
D
1
T
5:
AC ← AC + DR Cng vi DR
D
2
T
5
:AC ← DR Chuyn t DR
pB
11
: AC(0-7) ← INPR Chuyn t INPR

rB
9
:AC ← AC’ Bù
rB
7
:AC ← shr AC, Dch phi
AC(15) ← E
rB
6
:AC ← shl AC, Dch trái
AC(0) ← E
rB
11
:AC ← 0Xoá
rB
5
:AC ← AC + 1 Tng
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
24
9.2. Mch Tích Ly (tt)
9.2. Mch Tích Ly (tt)
Hình di cho thy cu trúc cng điu khin LD,
INR và CLR ca AC.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch9 - Ns27 - 15/1/03
25
9.2. Mch Tích Ly (tt)
9.2. Mch Tích Ly (tt)
Mch cng và lun lý gm 16 tng (Hình di), mi
tng tng ng 1 bit ca AC gm 1 mch lt JK, 2
cng OR, 2 cng AND.