MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática

Slides:



Advertisements
Apresentações semelhantes
IFTO ESTRUTURA DE DADOS AULA 05 Prof. Manoel Campos da Silva Filho
Advertisements

UNICAMP Universidade Estadual de Campinas Centro Superior de Educação Tecnológica Divisão de Telecomunicações Propagação de Ondas e Antenas Prof.Dr. Leonardo.
INFORMAÇÕES COMPLEMENTARES
Inversor Trifásicos com Três Pernas
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DISCIPLINA DE ANATOMIA PATOLÓGICA
Palestras, oficinas e outras atividades
Comportamento de um transistor MOS - NMOS
Circuitos Lógicos e Organização de Computadores Capítulo 3 – Tecnologia de Implementação Ricardo Pannain
Circuitos Lógicos e Organização de Computadores Capítulo 4 – Implementações Otimizadas de Funções Lógicas Ricardo Pannain
Circuitos Lógicos e Organização de Computadores Capítulo 6 – Blocos com Circuitos Combinacionais Ricardo Pannain
Material pedagógico Multiplicar x 5 Clica!
Vamos contar D U De 10 até 69 Professor Vaz Nunes 1999 (Ovar-Portugal). Nenhuns direitos reservados, excepto para fins comerciais. Por favor, não coloque.
Fig. 2 Pontos críticos na característica de transferência vo(vi) de um inversor genérico. Microelectronic Circuits - Sedra/Smith (resumo sobre circuitos.
Operadores e Funções do LINGO
Investor Relations4Q07 | 1. Investor Relations4Q07 | 2 2.
Exercício do Tangram Tangram é um quebra-cabeças chinês no qual, usando 7 peças deve-se construir formas geométricas.
Nome : Resolve estas operações começando no centro de cada espiral. Nos rectângulos põe o resultado de cada operação. Comprova se no final.
Copyright (c) 2003 by Valery Sklyarov and Iouliia Skliarova: DETUA, IEETA, Aveiro University, Portugal.
1 INQUÉRITOS PEDAGÓGICOS 2º Semestre 2003/2004 ANÁLISE GERAL DOS RESULTADOS OBTIDOS 1.Nº de RESPOSTAS ao inquérito 2003/2004 = (42,8%) 2.Comparação.
Curso de ADMINISTRAÇÃO
Relações Adriano Joaquim de O Cruz ©2002 NCE/UFRJ
MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática
MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática
MO Prof. Paulo Cesar Centoducatte MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática.
MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática
MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática
MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática
MO Prof. Paulo Cesar Centoducatte MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática.
MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática
PERSPECTIVA CONCEITUAL
Crescimento Econômico Brasileiro : Uma Visão Comparada de Longo Prazo Prof. Giácomo Balbinotto Neto UFRGS.
Crescimento Econômico Brasileiro : Uma Visão Comparada de Longo Prazo Prof. Giácomo Balbinotto Neto UFRGS.
FUNÇÃO MODULAR.
Integração de Processos CMOS
TE 043 CIRCUITOS DE RÁDIO-FREQÜÊNCIA
CAP. 2 RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA TE 054 CIRCUITOS ELETRÔNICOS LINEARES
EXEMPLOS DE ESTRUTURAS PROTENDIDAS
Mecânica dos Sólidos não Linear
Provas de Concursos Anteriores
© GfK 2012 | Title of presentation | DD. Month
Renda até 2 SM.
Hamburgo, Alemanha Definir o caminho que irá permitir a Lions Clubs International alcançar o seu potencial pleno como organização.
MECÂNICA - ESTÁTICA Cabos Cap. 7.
Diagnósticos Educativos = Diagnósticos Preenchidos 100% = 1.539
(CESPE/ Técnico Judiciário do TRT 17ª Região/ES) O Superior Tribunal de Justiça entende que o candidato aprovado em concurso público dentro do limite.
MECÂNICA - DINÂMICA Exercícios Cap. 13, 14 e 17. TC027 - Mecânica Geral III - Dinâmica © 2013 Curotto, C.L. - UFPR 2 Problema
Bolha Posição de máx. W2 Ponto de Estagnação
MECÂNICA - ESTÁTICA Vetores Forças Cap. 2.
1 CENTRO DE DESENVOLVIMENTO E PLANEJAMENTO REGIONAL – 2006 P Ó S-GRADUA Ç ÃO EM ECONOMIA Microeconomia I Prof.: Edson Domingues Cap í tulo II: Escolha.
1 António Arnaut Duarte. 2 Sumário: primeiros passos;primeiros passos formatar fundo;formatar fundo configurar apresentação;configurar apresentação animação.
CATÁLOGO GÉIA PÁG. 1 GÉIA PÁG. 2 HESTIA PÁG. 3.
Veículos e Sustentabilidade Ambiental
Estruturas de Dados com Jogos
Lemas (Sudkamp)  .
Coordenação Geral de Ensino da Faculdade
Projeto Marcas que Eu Gosto 1 PROJETO MARCAS QUE EU GOSTO Estudos Quantitativo de Consumidores Janeiro / 2005.
Conceitos de Lógica Digital
1 Copyright © 2010 The Nielsen Company. Confidential and proprietary. Title of Presentation Copyright © 2012 The Nielsen Company. Confidential and proprietary.
C ORROPIOS, C ARDINCHAS E C ÃES G RANDES O LIVRO de José Paixão em imagens – com pistas de leitura propostas por por www.joraga.net.
1 2 Observa ilustração. Cria um texto. Observa ilustração.
BPM BUSINESS PROCESS MANAGEMENT Projecto em Informática e Gestão de Empresas Lisboa, 20 de Junho de 2006.
MATRICIAL CONSULTORIA LTDA. PREFEITURA MUNICIPAL DE GARIBALDI 23/10/ : ATENÇÃO Os locais descritos nas planilhas anexas não correspondem ao total.
1 Aplicações do Fecho Regular. 2 A interseção de uma linguagem livre de contexto e uma linguagem regular é uma linguagem livre de contexto livre de contexto.
Olhe fixamente para a Bruxa Nariguda
Máquina de Turing Universal
Circuitos Combinacionais Exercícios 2 POSCOMP e ENADE
Caminhos da Cana Relatório e show de imagens Marcos Fava Neves Prof. FEA/USP Ribeirão Preto Purdue University (2013)
1 Prof. Humberto Pinheiro, Ph.D SISTEMAS DE MODULAÇÃO DPEE-CT-UFSM Modulação Geométrica Conversores Multiníveis Trifásicos com Diodo de Grampeamento.
1 - Listas com Acesso Aleatório. 2 - Fila, o Acesso Ordenado (FIFO)
AM020C A interface entre Meio Ambiente, Sociedade e Economia Indicadores de produtividade e empregabilidade da agricultura do Brasil. Aluna Andressa Santos.
Transcrição da apresentação:

MC542 Organização de Computadores Teoria e Prática 2006 Prof. Paulo Cesar Centoducatte ducatte@ic.unicamp.br www.ic.unicamp.br/~ducatte Review today, not so fast in future

MC542 Circuitos Lógicos Tecnologia de Implementação “Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design” - (Capítulo 3) Review today, not so fast in future

Tecnologia de Implementação Sumário Introdução Transistor Como Chave Portas Lógicas NMOS Portas Lógicas CMOS Lógica Positiva e Negativa Chips Padrões Gate Array e FPGAs CMOS: Fabricação e Comportamento

Introdução Valores Lógicos como Voltagem

NMOS transistor as a switch Transistor como Chave x = "low" x = "high" A simple switch controlled by the input x MOSFET: Metal oxide semiconductor field-effect transistor Gate Source Drain Substrate (Body) NMOS transistor MOSFET: NMOS e PMOS V G V V S D Simplified symbol for an NMOS transistor NMOS transistor as a switch

PMOS transistor as a switch Transistor como Chave x = "high" x = "low" A switch with the opposite behavior of Figure 3.2 Gate Drain Source V DD Substrate (Body) PMOS transistor V G V V S D Simplified symbol for an PMOS transistor PMOS transistor as a switch

Comportamento dos Transistores NMOS e PMOS em Circuitos V V = 0 V V D D D V G V = 0 V S Closed switch Open switch Transistor NMOS when V = V when V = 0 V G DD G V = V S DD V V DD DD V G V D V V = V D D DD Open switch Closed switch Transistor PMOS when V = V when V = 0 V G DD G

Portas Lógicas com NMOS V DD x f R R + 5 V V f - V f V V x x x f Circuit diagram Graphical symbols Simplified circuit diagram A NOT gate built using NMOS technology

Portas Lógicas com NMOS (NAND) V DD x 1 f x 2 x x 1 2 f V f 1 V x 1 1 1 1 1 1 1 V x x 2 1 f x 2 Circuito Símbolo grafico Tabela Verdade

Portas Lógicas com NMOS (NOR)

Portas Lógicas com NMOS (AND) V V DD DD x 1 f x 2 V f x x f 1 2 A 1 V x 1 1 1 1 1 x 1 V f x x 2 2

Portas Lógicas com NMOS (OR)

Estrutura de um circuito NMOS

Estrutura de um Circuito CMOS (NMOS + PMOS) A função é implementada por uma rede Nmos e uma Pmos simultaneamente

NOT CMOS V DD T 1 x T T f 1 2 V V x f on off 1 1 off on T 2

NAND CMOS f = x1 + x2 PUN PDN f = x1.x2

NOR CMOS f = x1.x2 PUN PDN f = x1+x2

AND CMOS

Exemplo: Circuito Complexo f = x1 + x2 x3

Exercício Qual a função implementada por: f = x1 (x2x3 + x4)

Níveis de Tensão no Circuito

Lógica Positiva e Negativa x x f 1 2 1 x 1 1 1 f x 2 1 1 V V V x x f 1 1 1 2 L L H Logica Positiva: Tabela Verdade e Porta L H H H L H H H L x x f 1 2 Níveis de Tensão 1 1 x 1 1 f x 2 1 1 Logica Negativa: Tabela Verdade e Porta

Lógica Positiva e Negativa x x f 1 2 x 1 1 f x 2 1 1 1 1 V V V x x f 1 2 Logica Positiva: Tabela Verdade e Porta L L L L H L H L L H H H x x f 1 2 Níveis de Tensão 1 1 1 x 1 1 1 f x 1 1 2 Logica Negativa: Tabela Verdade e Porta

Chips Padrões Dual-inline package V DD Gnd Structure of 7404 chip

Implementation of f = x1x2 + x2x3 V DD 7404 7408 7432 x 1 x 2 x 3 f Implementation of f = x1x2 + x2x3

Sea-of-gates Gate Array

Gate Array

FPGA Field-Programmable Gate Array Logic block Interconnection switches I/O block I/O block I/O block I/O block

FPGA: Logic Block LUT – lookup table (a) Circuit for a two-input LUT x 1 2 f 0/1 (b) + = (c) Storage cell contents in the LUT

FPGA LUT x 1 x 2 0/1 0/1 0/1 0/1 f 0/1 0/1 0/1 0/1 x 3

FPGA Out D Q Clock Select Flip-flop In 1 2 3 LUT

FPGA

CMOS: Fabricação e Comportamento Transistor Nmos - off V = V G SiO 2 V = V S V D ++++++ ++++ ++++++ ++++++ +++ ++++++ ++++++ ++++++ ++++++ ++++++ +++++++++++ ++++++ ++++++ +++++++++++ +++++++++ Substrate (type p) +++++++++ Source (type n) Drain (type n) When V = 0 V, the transistor is off GS

CMOS: Fabricação e Comportamento V DD Transistor Nmos - on V = 5 V G SiO 2 V = V S V = V D ++++++ ++++ +++ ++++++ ++++++ ++++++ +++++++++++ +++++++++++++++++ +++++++++ ++ +++++++ ++++++++++ Channel (type n) When V = 5 V, the transistor is on GS

Current-voltage relationship in the NMOS transistor Transistor Nmos I D Triode Saturation V – V GS T V DS Current-voltage relationship in the NMOS transistor

Tensões em um Not Nmos V V R V I V = V V R (a) NMOS NOT gate (b) V DD DD R V f I V = V stat f OL V R x DS (a) NMOS NOT gate (b) V = 5 V x

Transferência de Voltagem Not Cmos = V OH DD Slope = – 1 V = V OL V V V ( V – V ) V T IL IH DD T DD V x V — DD 2

Margem de Ruído e Capacitância NML = VIL - VOL 1 2 A x f NMH = VOH - VIH NOT gate driving another NOT gate V V DD DD V A V x V f C The capacitive load at node A

Margem de Ruído e Capacitância Propagation delay V DD Gnd x A 50% 90% 10% t r f

Transistor MOS

Consumo de Potência V Current flow when input V DD V I x D I D V V f f V x Current flow when input V Current flow when input V x x changes from 0 V to 5 V changes from 5 V to 0 V

Passagem de 1s e 0s em MOS V V B A transistor NMOS transistor PMOS DD

Implementação “pobre” de um AND CMOS Logic Logic V f Voltage value value V x x V f x 1 2 f 1 1.5 V V 1 1.5 V V DD x 1 1.5 V 2 1 1 3.5 V 1 AND gate circuit Truth table and voltage levels

Fan-IN V f DD x 2 1 3 k R = r1 + r2 + …. + rk Vf Atraso “0”

Fan-Out inverter that drives n other inverters 1 V f f To inputs of To inputs of x x n other inverters n other inverters C n inverter that drives n other inverters Equivalent circuit for timing purposes V for n = 1 f V DD V for n = 4 f Gnd Time Propagation times for different values of n

Implementation of a buffer V DD V x V f Implementation of a buffer x f Graphical symbol

Tri-state tri-state buffer Equivalent circuit Truth table e = 0 x e f = 1 x f tri-state buffer Equivalent circuit e x f e Z 1 Z x f 1 1 1 1 Truth table Implementation

Tri-state e e x f x f (a) (b) e e x f x f (c) (d)

Uso de tri-state x f 1 s x 2

Transmission Gates s s f x f Z 1 x s Truth table Circuit s = x f = Z s Z 1 x s Truth table Circuit s = x f = Z s x f s = 1 x f = x s Equivalent circuit Graphical symbol

XOR x x f = x Å x 1 1 x 1 1 f = x Å x x 1 1 Truth table 2 1 2 1 1 x 1 1 1 f = x Å x x 1 2 1 1 2 Truth table Graphical symbol x 1 x 2 f = x Å x 1 2

XOR – Transmission Gate 1 x 2 f = x Å x 1 2

Mux – Transmission Gate 1 s x f 2