Bài giảng Điện tử cho công nghệ thông tin: Chương 6 - Đỗ Công Thuần

Bài giảng "Điện tử cho công nghệ thông tin: Chương 6 - Mạch tổ hợp" được biên soạn nhằm giúp các em sinh viên nắm vững phương pháp thiết kế mạch tổ hợp; hiểu và thiết kế được các mạch tổ hợp cơ bản bao gồm các mạch cộng/trừ/so sánh, các bộ mã hoá/giải mã, phân kênh/chọn kênh; xây dựng các mạch logic sử dụng bộ phân kênh/mã hoá. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện tử cho công nghệ thông tin: Chương 6 - Đỗ Công Thuần1 ĐIỆN TỬ CHOCÔNG NGHỆ THÔNG TIN Electronics for Information Technology IT3420 Đỗ Công Thuần Bộ môn Kỹ thuật Máy tính Email: thuandc@soict.hust.edu.vn 2Thông tin chung• Tên học phần: Điện tử cho Công nghệ thông tin• Mã học phần: IT3420• Khối lượng: 2 (2-1-0-4)• Lý thuyết/Bài tập: 30/15 tiết• Đánh giá: 50% - 50%• Tài liệu học tập: • Lecture slides • Textbooks • Introductory Circuit Analysis (2015), 10th – 13th ed., Robert L. Boylestad • Electronic Device and Circuit Theory (2013), 11th ed., Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky • Microelectronics Circuit Analysis and Design (2006), 4th ed., Donald A. Neamen • Digital Electronics: Principles, Devices and Applications (2007), Anil K. Maini 3Nội dung• Khái niệm chung về ĐT cho CNTT• Chương 1: Linh kiện thụ động và ứng dụng• Chương 2: Linh kiện bán dẫn và ứng dụng• Chương 3: Khuếch đại thuật toán• Chương 4: Cơ sở lý thuyết mạch số• Chương 5: Các cổng logic cơ bản• Chương 6: Mạch tổ hợp• Chương 7: Mạch dãy 4Chương 6:Các cổng logic cơ bản 1. Khái niệm 2. Một số hệ tổ hợp cơ bản • Các mạch số học cơ bản • Bộ chọn kênh • Bộ mã hóa • Bộ phân kênh • Bộ giải mãBài giảng có sử dụng hình vẽ, text từ các tài liệu tham khảo:Digital electronics: Principles, Devices, and Applications, Anil Kumar Maini 2007John Wiley & Sons 5Mục tiêu• Nắm vững phương pháp thiết kế mạch tổ hợp• Hiểu và thiết kế được các mạch tổ hợp cơ bản bao gồm các mạch cộng/trừ/so sánh, các bộ mã hoá/giải mã, phân kênh/chọn kênh• Xây dựng các mạch logic sử dụng bộ phân kênh/mã hoá 6Khái niệm• Hệ tổ hợp là hệ mà tín hiệu ra chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào tại thời điểm hiện tại• Hệ tổ hợp còn được gọi là hệ không có nhớ• Hệ tổ hợp chỉ cần thực hiện bằng những phần tử logic cơ bản 7Các bước để xây dựng một hệ tổ hợp1. Xác định yêu cầu bài toán2. Xác định các biến đầu vào và đầu ra3. Mô tả mối quan hệ giữa các biến đầu vào và đầu ra4. Xây dựng bảng thật đáp ứng được các yêu cầu của đầu vào và đầu ra5. Viết hàm Boolean cho các biến đầu ra dựa trên các biến đầu vào6. Tối thiểu hóa hàm Boolean7. Thực hiện mạch theo hàm tối thiểu hóa Boolean 8Các quy tắc khi triển khai phần cứng1. Sử dụng số lượng cổng ít nhất, với các cổng sử dụng đầu vào tối thiểu nhất2. Số lượng kết nối là ít nhất, thời gian trễ truyền là nhỏ nhất3. Hạn chế trong thời gian chuyển mạch của các cổng không nên bị bỏ qua. 9Một số hệ tổ hợp cơ bản• Các mạch số học cơ bản• Bộ chọn kênh• Bộ mã hóa• Bộ phân kênh• Bộ giải mã 10Các mạch số học cơ bảna. Bộ cộngb. Bộ trừc. Bộ so sánh 11a. Bộ cộng• Chức năng: thực hiện phép cộng giữa 2 số nhị phân.• Gồm có: • Bộ bán tổng (Half-Adder) • Bộ cộng đầy đủ (Full-Adder) • Bộ cộng nhiều bit 12a. Bộ cộng → Bộ bán tổng (Half-Adder)• Thực hiện phép cộng giữa 2 bit thấp nhất của phép cộng 2 số nhị phân.• Sơ đồ khối: 13a. Bộ cộng → Bộ bán tổng (Half-Adder)• Bảng thật:• Biểu thức đầu ra phụ thuộc đầu vào: 14a. Bộ cộng → Bộ bán tổng (Half-Adder)• Sơ đồ mạch: sử dụng một cổng XOR cho S và một cổng AND cho C. 15a. Bộ cộng → Bộ cộng đầy đủ (Full-Adder)• Thực hiện phép cộng giữa 2 bit bất kỳ của phép cộng 2 số nhị phân.• Sơ đồ khối: 16a. Bộ cộng → Bộ cộng đầy đủ (Full-Adder)• Bảng thật:• Biểu thức đầu ra phụ thuộc đầu vào: 17a. Bộ cộng → Bộ cộng đầy đủ (Full-Adder)• Tối thiểu hóa hàm Boolean: • Lập bìa Các-nô cho Cout và Sum:• Hàm tối thiểu hóa: 18a. Bộ cộng → Bộ cộng đầy đủ (Full-Adder)• Sơ đồ mạch: 19a. Bộ cộng → Bộ cộng đầy đủ (Full-Adder) 20 ...