[전자계산기 구조] 레지스터 전송과 마이크로 연산

https://elisabethbell.com/15q6tel 레지스터 전송과 마이크로 연산

 

 

 

  1. 디지털 컴퓨터 설계 : 레지스터, 디코더, 산술연산소자, 제어논리등이 module type으로 구성되고 있으며 각 모듈은 내무에 가장 작은 단위의 bit를 수행하는 소자로 동작 http://countocram.com/2024/03/07/m9gqnx2 (이러한 동작과정) -> 마이크로 연산 https://fotballsonen.com/2024/03/07/h511bhtz (간단, 명료하게 표시하여 사용) -> 레지스터 전송언어라 한다.

     

  2. 레지스터 전송언어 : 디지털 모듈의 레지스터 간에 기호 형태로 마이크로 연산 계열을 나타내기 위한 수단 ( 컴퓨터 언어와 밀접한 관계 ) https://www.worldhumorawards.org/uncategorized/n5ub5gd2r5

     

 

 

3. 1 레지스터 전송체계

https://musiciselementary.com/2024/03/07/2hi5bczb -> 각 컴퓨터 제조 회사들의 표기법

 

 

 

    <표현방법>

  1. R2 <- R1 : 한 레지스터 (R1)에서 다른 레지스터 (R2)로 정보 전송시 표시체계

     

  2. if (T=1) then (R2 <- R1) ó T : R2 <- R1

    : T는 제어함수이며 T = 1 일 때 R1의 내용을 R2로 전송

  3. T3 : R2 <- R1 , R1 <- R2

    : T3에서 두 레지스터의 내용을 전송 (내용변경)

 

 

 

3.2 버스 / 메모리 전송

3.2.1 버스 전송 (공통버스 : Common bus)

    버스 시스템 -> 서로 다른 레지스터들을 효과적인 공통버스로 연결

 

3.2.2 버스 입출력 장치와 프로세서, 메모리의 연결

  • 버스선은 일반적으로 여러 개의 제어선과 데이터 선을 갖는다.
    • 제어선 : 신호요청 (Signal Request)와 확인응답 (Acknowledge)
    • 데이터선 : 정보종류를 표시하여 출발지 (Source)목적지 (Destination)간의 정보전송

 

  • 버스의 종류

  • 프로세서와 메모리 버스 : 길이가 짧고, 속도가 빠르며 메모리 주소(크기)에 맞추어 설계 (내부 버스)
  • 입, 출력 버스 : 길이가 길고 여러 종류의 장치를 연결하며 장치의 대역폭이 다양(외부버스)
  • 백 프레인 버스 : 프로세서, 메모리, 입,출력장치가 한 버스에 연결되도록 설계
  • 동기식 https://www.mominleggings.com/sxo1xyi (Synchronous) / 비동기식 버스
    • 동기식 버스 : 제어선에 Clock을 가지고 있어서 Clock을 기준으로 고정된 프로토콜로 정보 전송
    • 비동기식 버스 : Clock을 사용하지 않으므로 많은 종류의 장치를 사용

단 송신자와 수신자 간 Hand Shaking 프로토콜을 사용하여 데이터 송수신

https://giannifava.org/9el8rgegu Real Reg, Data Rdy, ACK 신호 (3선 신호 발생)

 

3.2.3 멀티 플렉서를 이용한 버스 시스템

 

    -> 공통버스 시스템을 구성하는 방법으로 멀티 플렉서를 이용하는 방법 http://countocram.com/2024/03/07/ss6t4r3hd95

 

 

74LS154    Datasheet

4-Line to 16-Line Decoder/Demultiplexer

 

74LS154는 2개의 Input을 4개의 Select를 이용해 16개의 Output으로 Demultiplexing 해주는 Decoder 이다.


 

https://www.mominleggings.com/wdgeiayfvoq

    < Connection Diagram > Cheapest Place To Order Tramadol Online

 

 

 

 

 

 

< Logic Diagram >

 

A,B,C,D 4개의 신호로 원하는 OUTPUT을 Select하여 G1, G2로 들어온 신호를 보낸다.

6개의 INPUT (4개의 Select, G1, G2), 16개의 OUTPUT, VCC, GND 총 24개의 Pin으로 구성 되어 있다.

74LS154를 사용하기 위해서는 다음과 같은 조건이 만족 되어야 한다.

 

최소

최대

단위

Vcc (전원 전압)

4.75

5.25

V

VIH (High Level 입력전압)

2

 

V

VIL (Low Level 입력전압)

 

0.8

V

작동 온도

0

70

°C

보관 온도

-65

150

°C

74LS153    Datasheet

Dual 4-Input Multiplexer

 

 

74LS153에는 4개의 Input을 2개의 Select를 이용해 1개의 Output으로 Multiplexing해주는 4x1MUX 2개가 내장되어 있다.

 

< PIN Map >

< Logic Diagram >

 

                                  < 진리표 >

 

I0 ~ I3 까지 들어온 신호를 S1,S2 Select 신호를 이용해 Ouput Z로 Multiplexing하고 Enable 신호를 이용해 2개를 제어 한다.

8개의 Input, 2개의 Select, 2개의 Enable, 2개의 Output, Vcc, GND 총 16개의 핀으로 구성되어있다.

74LS153를 사용하기 위해서는 다음과 같은 조건이 만족 되어야 한다.

최소최대단위Vcc (전원 전압)4.755.25VVIH (High Level 입력전압)2VVIL (Low Level 입력전압)0.8VVOH (High Level 출력전압)2.7VVOL (Low Level 입력전압)0.5V작동 온도070°C
3.2.4    3상태 버스 버퍼
일반적으로 버스 시스템은 3상태 gate (게이트) 형태로 구성
 

2 State : ‘0’ , ‘1’

3가 State

            1 State : High Impedance (고저항)상태

  • 일반적으로 gate는 Buffer와 同一한 작용 즉 제어입력 C 에 따라 출력 값이 결정 되면서 Buffer 역할을 하며 데이터 전달

 

3.2.5    메모리 전송

 

3.3    연산장치

  • 디지털 컴퓨터 (전자계산기 구조)에서 자주 일어나는 마이크로 연산의 유형
    • 이진 정보를 한 Register에서 다른 Register로 전송 : 전송 마이크로 연산
    • Register에 저장된 수들에 의해 산술 연산을 수행 : 산술 마이크로 연산

      (가산기, 감산기) => 보통 4bit 산술회로로 구현

    • Register에 저장된 비 숫자 데이터에 대해 비트 조작 연산을 수행 : 논리 마이크로 연산
    • Register의 내용에 따라 시프트 연산을 수행 : 시프트 마이크로 연산

      (시프트 Regitser) =>병렬 / 직렬 (P/S) ,    직렬/병렬 (S/P)

최근에는 산술, 논리, 시프트 기능을 모두 수행하는 연산 소자로 회로 설계 (회로의 간편화)

jk30.pdf

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