Eletrônica Digital Projeto de Circuitos Combinacionais Aritméticos

Apresentação em tema: "Eletrônica Digital Projeto de Circuitos Combinacionais Aritméticos"— Transcrição da apresentação:

1 Eletrônica Digital Projeto de Circuitos Combinacionais Aritméticos
Aula 1 Eletrônica Digital Projeto de Circuitos Combinacionais Aritméticos Prof. Wanderley

2 Aula 1 Introdução São circuitos combinacionais especiais por serem a base de funcionamento das ALUs (Aritmetic Logic Unities) de microprocessadores. Circuitos aritméticos básicos: Meio Somador (Half-Adder) – realiza a soma de dois bits Somador Completo (Full-Adder) – realiza a soma de três bits Subtrator

3 O Meio Somador Considere a operação aritmética abaixo
Aula 1 O Meio Somador Considere a operação aritmética abaixo O Meio Somador é capaz de realizar apenas a soma de A0 com B0!

4 O Meio Somador Identificação do Problema Construção da tabela verdade
Aula 1 O Meio Somador Identificação do Problema Construção da tabela verdade Obtenção das expressões Booleanas Geração do Circuito Lógico

5 O Meio Somador Considere a operação aritmética
Aula 1 O Meio Somador Considere a operação aritmética O Somador Completo é capaz de somar Cn-1, An e Bn, n=1,2,3,...

6 O Somador Completo Identificação do Problema
Aula 1 O Somador Completo Identificação do Problema Construção da tabela verdade Geração de Sn

7 Aula 1 O Somador Completo Geração de Sn

8 O Somador Completo Identificação do Problema
Aula 1 O Somador Completo Identificação do Problema Construção da tabela verdade Geração de Cn

9 Geração do Circuito Lógico
Aula 1 O Somador Completo Geração do Circuito Lógico

10 O Somador Completo a partir de Meio Somadores
Aula 1 O Somador Completo a partir de Meio Somadores

11 O Somador Completo a partir de Meio Somadores
Aula 1 O Somador Completo a partir de Meio Somadores Da tabela verdade, temos que

12 O Somador Completo a partir de Meio Somadores
Aula 1 O Somador Completo a partir de Meio Somadores Como Então, o circuito do somador completo a partir de meio somadores se reduz a

13 Aula 1 O Somador de 4 Bits Observe que os Carrys se propagam. Isso demanda um tempo precioso!

14 Aula 1 O Somador de 8 Bits A medida que o número de bits a serem somados aumenta, aumenta também o tempo de transporte de carry!

15 Geração Antecipada de Carry
Aula 1 Geração Antecipada de Carry A medida que o número de bits a serem somados aumenta, aumenta também o tempo de transporte de carry! Como solução, podemos projetar circuitos somadores com vai um antecipado.

16 Geração Antecipada de Carry
Aula 1 Geração Antecipada de Carry

17 Geração Antecipada de Carry
Aula 1 Geração Antecipada de Carry

18 Geração Antecipada de Carry
Aula 1 Geração Antecipada de Carry

19 Geração Antecipada de Carry
Aula 1 Geração Antecipada de Carry

20 Geração Antecipada de Carry
Aula 1 Geração Antecipada de Carry

21 Aula 1 O Complementador a 2 Foi visto em aulas passadas que a operação de subtração de números binários pode ser transladada a uma operação de soma envolvendo o complemento do número negativo. Logo, em termos de circuito, se agregarmos um complementador a 2 ao circuito somador já existente, obteremos um subtrator.

22 Aula 1 O Complementador a 2

23 Aula 1 O Complementador a 2

24 Aula 1 O Complementador a 2

25 Aula 1 O Complementador a 2

26 Aula 1 O Complementador a 2

27 Aula 1 O Complementador a 2 Na prática, implementa-se como segue

28 O Subtrator de 4 Bits em Complemento de 2
Aula 1 O Subtrator de 4 Bits em Complemento de 2 Considerando Minuendo (M) ≥ Subtraendo (S) Há estouro!

29 O Subtrator de 4 Bits em Complemento de 2
Aula 1 O Subtrator de 4 Bits em Complemento de 2 Considerando Minuendo (M) < Subtraendo (S) Neste caso não há estouro, isto é, C4=0. Neste caso o resultado da soma M+C2S deve passar por um novo complemento de 2, isto se o objetivo for obter a real magnitude da subtração. Em operações internas de computador, resultados negativos permanecem complementados a 2.

30 Aula 1 True/Complement

31 True/Complement para Restaurar a Magnitude do Resultado
Aula 1 True/Complement para Restaurar a Magnitude do Resultado

32 Somador/Subtrator de 4 Bits
Aula 1 Somador/Subtrator de 4 Bits