中规模通用集成电路及其应用B.ppt

1、中规模通用集成电路 及其应用,General MSIC and Application,引入,天气预报,气象资料,引入,运算电路,怎样进行数值天气预报所需用的数学方程组求解？,引入,运算电路,引入,运算电路,加法,移位,引入,减法,移位,加法,加法器,比较,3.5 二进制运算电路,一 加法器,【例1】设计一位二进制加法器,0 0,1 0,1 0,0 1,一 加法器,【例1】设计一位二进制加法器,CO,？,1. 半加器,能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路,3.5 二进制运算电路,一 加法器,2. 全加器,能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位，求得和及进位的逻辑电路。,

2、【例2】设计一位二进制全加器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,2. 全加器,【例2】设计一位二进制全加器,0 0,1 0,1 0,0 1,1 0,0 1,0 1,1 1,3.5 二进制运算电路,一 加法器,2. 全加器,【例2】设计一位二进制全加器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,2. 全加器,【例2】设计一位二进制全加器,CO,CI,3.5 二进制运算电路,【比较】两者的区别和联系：,一 加法器,1. 半加器,2. 全加器,低位的进位,区别：,联系：,？,3.5 二进制运算电路,【比较】两者的区别和联系：,一 加法器,1. 半加器,2. 全加器,低位的进位,区别：,联系：,2个半加器

3、构成全加器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,【例3】设计4位二进制加法器,问1：电路需要用到什么器件？,全加器,问2：电路需要用到几个全加器？,3. 串行进位加法器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,3. 串行进位加法器,全加器级联构成，高位和依赖于来自低位的进位输入。,3.5 二进制运算电路,一 加法器,3. 串行进位加法器,优点：结构简单，易于级联,74LS83,缺点：进位信号是由低位向高位逐级传递的， 位数越多，速度就越低。,3.5 二进制运算电路,一 加法器,3. 串行进位加法器,？,3.5 二进制运算电路,一 加法器,3. 串行进位加法器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,3

4、. 串行进位加法器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,3. 串行进位加法器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,4. 并行进位加法器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,4. 并行进位加法器,输 入,输 出,进位信号同时形成,有效的提高运算速度,超前进位加法器,3.5 二进制运算电路,集成二进制4位超前进位加法器,一 加法器,4. 并行进位加法器,级联,3.5 二进制运算电路,一 加法器,5. 并行进位加法器级联,【例4】设计16位二进制加法器,3.5 二进制运算电路,一 加法器,6. 加法器的其他应用,【实例1】二进制并行加/减法器,1,0,3.5 二进制运算电路,一 加法器,6. 加法器

5、的其他应用,【实例2】代码转换电路,8421 BCD码转换为余3码,3.5 二进制运算电路,一 加法器,6. 加法器的其他应用,【实例2】代码转换电路,余3码转换为8421 BCD码,？,3.5 二进制运算电路,除法运算,减法,移位,比较,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,【例1】设计两个1位二进制数的大小比较的电路,0 0 1,0 1 0,1 0 0,0 0 1,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,【例1】设计两个1位二进制数的大小比较的电路,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,【例1】设计两个1位二进制数的大小比较的电路,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,74LS85,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,级联,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,【例2】设计12位二进制数值比较器,比较输出,优点：结构简单，易于级联,缺点：级联比较，位数越多，速度越慢,串联扩展,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,【例2】设计12位二进制数值比较器,并联扩展,串联扩展,3.5 二进制运算电路,二 数值比较器,【例2】设计12位二进制数值比较器,并联扩展,比较输出,3.5 二进制运算电路,【实例1】基于量子细胞自动机的数值比较器设计,二 数值比较器,【拓展】数值比较器的结构改进,优点：在尺寸进一步减小情况下，避免量子效应