《计算机组成原理与系统结构》课程教学资源（PPT课件讲稿）第2章 逻辑部件基础

第2章逻辑部件基础

第2章 逻辑部件基础

本章主要内容: 本章以数字电路知识和逻辑门电路知识为 基础,主要介绍计算机中常用的组合逻辑 电路、时序逻辑电路和陈列逻辑电路,重 点讨论组合逻辑电路。其中,组合逻辑电 路部分详细介绍了加法器、算术逻辑单元、 数值比较器等内容。时序逻辑电路部分简 单介绍了触发器、寄存器及计数器等内容

本章主要内容： ⚫ 本章以数字电路知识和逻辑门电路知识为 基础，主要介绍计算机中常用的组合逻辑 电路、时序逻辑电路和陈列逻辑电路，重 点讨论组合逻辑电路。其中，组合逻辑电 路部分详细介绍了加法器、算术逻辑单元、 数值比较器等内容。时序逻辑电路部分简 单介绍了触发器、寄存器及计数器等内容

21计算机中常用的组合逻辑电路 22时库逻辑电路 23时序逻辑电路设计基础 有限状态机理论 24阵列逻电路

2.1 计算机中常用的组合逻辑电路 2.2 时序逻辑电路 2.3 时序逻辑电路设计基础 ——有限状态机理论 2.4 阵列逻辑电路

2.1计算机中常用的组合逻辑电路 组合逻辑电路( Combinational Logic Circuit)的主要特点是电路在任意 时刻的输出状态,仅决定于该时刻输入状 态的组合,而与电路原先的状态无关

2.1 计算机中常用的组合逻辑电路 ⚫ 组合逻辑电路（Combinational Logic Circuit）的主要特点是电路在任意 时刻的输出状态，仅决定于该时刻输入状 态的组合，而与电路原先的状态无关

常见的组合逻辑电路有加法器、算术 逻辑单元、译码器、数据选择器等 X+& Z (a)与逻辑 (b)或逻辑 (c)非逻辑 (c)异或逻辑 图2-2基本逻辑关系

⚫ 常见的组合逻辑电路有加法器、算术 逻辑单元、译码器、数据选择器等。 Z Z X Y & （a）与逻辑 （b）或逻辑 X Y ≥1 Z （c）非逻辑 X 1 （c）异或逻辑 X Y =1 Z 图2-2 基本逻辑关系

2.11加法器 1.半加器 Xn H 0 Y00 0 C000 0 (a)功能表 (b)逻辑图 图2-3半加器的功能表和逻辑图

2.1.1 加法器 ⚫ 1．半加器 （a）功能表 (a) C Xn Yn =1 & （b）逻辑图 Hn Xn Yn Hn C 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 图2-3 半加器的功能表和逻辑图

2.全加器 Cn-I Hn =1 0 00 &|≥1 (a)功能表 (b)逻辑图 图24全加器的功能表与逻辑图

⚫ 2．全加器 （a）功能表 =1 =1 & ≥1 1 Cn−1 Xn Yn Hn Cn （b）逻辑图 Xn Yn Cn−1 Hn Cn 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 图2-4 全加器的功能表与逻辑图

不面以4位超前进位加法器为例来说明,其逻辑图如图26所示。 PA ge PPGPPGC P3 P-G 图2.64位超前进位加法器的逻辑图

下面以4位超前进位加法器为例来说明，其逻辑图如图2-6所示。 图2-6 4位超前进位加法器的逻辑图

°212算术逻辑单元 n+4 +4 图2-84片74181构成16位ALU

⚫ 2.1.2 算术逻辑单元 Cn Cn Cn＋4 Cn Cn＋4 Cn Cn＋4 Cn Cn＋4 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图2-8 4片74181构成16位ALU

G P G P P Cn+x G Pi Cn+r G2 P2 Cn+z G3 P C 图2-916位快速ALU

0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ G0 P0 Cn+X G1 P1 Cn+Y G2 P2 Cn+Z G3 P3 Cn Cn G P Cn G P Cn G P Cn G P Cn 图2-9 16位快速ALU