bài giảng môn học cấu trúc máy tính bài 1 cấu trúc máy tính số nhị phân, mức logic

MẠCH SỐ Là mạch điện tử họat động ở hai mức điện áp cao và thấp, còn gọi là mạch 2 trạng thái... MẠCH TÍCH HỢP Nối các linh kiện với nhau thông qua 1 bảng mạch, trên bảng mạch khắc các

BÀI GIẢNG MÔN CẤU TRÚC MÁY TÍNH

SỐ NHỊ PHÂN, MỨC LOGIC

 Hệ thống số thường dùng là hệ thập phân dùng 10 kí số:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

 Hệ nhị phân chỉ sử dụng 2 kí số là 0 và 1

 Trong hệ thống số, logic 1 còn được gọi là HIGH (mức cao) và logic 0 được gọi là LOW (mức thấp)

TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ

Tín hiệu tương tự chứa đựng dữ liệu mang tính liên tục

VÍ DỤ

Một hệ thống sử dụng tín hiệu tương tự (analog)

VÍ DỤ

Một hệ thống sử dụng tín hiệu số (digital)

DIGITAL WAVEFORM (Dạng sóng tín hiệu)

Dạng xung lí tưởng

Dạng xung thực tế

DIGITAL WAVEFORM

Chu kỳ sóng

CÁC VI MẠCH SỐ

CÁC VI MẠCH SỐ

CÁC VI MẠCH SỐ



(Máy hiện sóng)

OSCILLOSCOPE

OSCILLOSCOPE

LOGIC ANALYZER

(Bộ phân tích logic)

LOGIC ANALYZER

LOGIC ANALYZER

SIGNAL GENERATOR

(Bộ tạo tín hiệu)

POWER SUPPLY

(Nguồn cấp điện - Bộ nguồn)

MULTI METTER

(Bộ chia chuyển tín hiệu đa chức năng)

MẠCH SỐ

 Là mạch điện tử họat động ở hai mức điện áp cao và thấp, còn gọi là mạch 2 trạng thái.

(1) trạng thái cao

(0) trạng thái thấp

MẠCH TÍCH HỢP

 Nối các linh kiện với nhau thông qua 1 bảng mạch, trên bảng mạch khắc các đường dẫn tín hiệu để nối các linh kiện này.

 Với sự phát triển của công nghệ điện

tử, các mạch thu nhỏ lại gọi là mạch tích hợp (IC – Integrated Circuit)

 Chip là thể hiện cụ thể 1 mạch tích hợp

 Chip được đóng gói trong 1 vỏ bọc bằng gốm hoặc chất dẻo

 Các chân (pin) thông ra bên ngòai

 Chip nhỏ: Từ 14 pin đến 100 pin

 Chip lớn: Từ 100 pin trở lên

CÁCH ĐÓNG GÓI CHIP

 Có 3 dạng đóng gói Chip

1 DIP (Dual Inline Package) là Chip có hai hàng pin ló ra 2 cạnh chip số pin lọai này không quá 80 

2 PGA (Pin Grid Array) có các pin xoay quanh tâm vuông ở đáy chip 

3 PQFP (Plastic Quad Flat Pack) có các pin phủ ở 4 cạnh

Số pin của PGA và PQFP có thể lớn hơn 100

MỨC TÍCH HỢP

 Khi công nghệ IC phát triển.

Số cổng trong một Chip ngày càng

MỨC TÍCH HỢP (tt)

Thiết bị tích hợp nhỏ (SSI- Small Scale

Integration) gồm 1 vài cổng trong 1 chip

Các ngõ nhập/xuất nối trực tiếp với các pin

trong chip Số cổng thường nhỏ hơn 10

Thiết bị tích hợp trung (MSI – Midium Scale

Integration) có từ 10 đến 200 cổng trong 1 chip.Thực hiện một số chức năng sơ đẳng: mạch giải

mã, mạch cộng và thanh ghi

MỨC TÍCH HỢP (tt)

Thiết bị tích hợp lớn (LSI- Large Scale

Integration) có từ 200 đến vài ngàn cổng trong 1 chip

Thường là mạch xử lý chip nhớ

Thiết bị tích hợp rất lớn (VLSI – Very Large Scale Integration) có vài ngàn cổng trong 1 chip

Thường là dãy mạch nhớ lớn và các chip

phức tạp trong máy tính

HỌ LUẬN LÝ SỐ

 Các mạch tích hợp số được phân lọai không những từ tác vụ luận lý của mà còn từ công nghệ mạch mà chúng tạo thành Công nghệ mạch còn gọi là họ luận lý số

 Mỗi họ luận lý có mạch điện tử cơ bản riêng

từ đó tạo ra các mạch số phức tạp hơn

 Mạch cơ bản của mỗi công nghệ gồm cổng NAND, NOR hoặc NOT (cổng đảo)

 Có nhiều họ luận lý mạch tích hợp, thông

dụng nhất là: TTL, ECL, MOS, CMOS

 TTL (Transistor-Transistor-Logic) là họ luận lý được dùng phổ biến Và được xem như là

một chuẩn

 Có nhiều dạng TTL như: High-Speed-TTL;

Low-Power TTL; Schottky TTL; Low –

Schottky TTL…

 Điện áp cung cấp cho mạch TTL là 5volt và hai mức luận lý xấp xỉ 0 và 3.5volt

HỌ LUẬN LÝ SỐ

HỌ LUẬN LÝ SỐ (tt)

 ECL (Emitter-Couple Logic) là họ thuận tiện trong các hệ thống cần hoạt động ở tốc độ

cao

 Các transistor trong cổng ECL hoạt động ở

trạng thái không bảo hòa là điều kiện cho

phép đạt được các trì hoãn truyền từ 1 đến 2 nano giây

PMOS và NMOS.