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Circuitos Lógicos Combinacionais 2, Tocci, Caps 6 e 9 - Coggle Diagram
Circuitos Lógicos Combinacionais 2
Circuitos Combinacionais
Variáveis de entrada
Operações Lógicas
Saída
Delay na ordem de ns
Quantidades Decimais
Representação em números binários
bits determinam a faixa de valores disponíveis
Circuitos Aritméticos
Operações aritméticas elemenates
Representação binária
Circuitos Combinacionais
Operações eficientes
Unidade Lógica e Aritmética (ULA)
microprocessadores, calculadoras, smartphones, computadores, etc
recebe um código diferente para cada operação (OPCODE)
Implementa uma função de suas entradas com base em operações lógicas ou aritméticas
Representação Binária de Inteiros com sinal
Sinal magnitude
MSB => Sinal
0 = Positivo
1=Negativo
Magnitude
Demais bits
Representa números decimais
Intervalo
Problema do "0"
2 códigos de representação
Complemento a 2
Positivo => 0 no MSB
(n-1) bits restantes => magnitude
Conversão Direta
Negativo => 1 no MSB
Cálculo do complemento a 2 (Operação) dos n-1 bits da magnitude
negação dos bits e soma +1 no LSB
Intervalo de representação (n bits)
Faixa negativa maior
Limite -(2^{n-1})
MSB = 1
n-1 bits da magnitude = 0
não há problema do "0"
Inversão de inteiro
Operação complemento a 2 em todo o número (bit sinal inclusive)
Resultado deve estar dentro da representatividade disponível
Realizar Operações da aritmética elementar
SOMA
BIT A BIT (inclusive magnitude e sinal)
SUBTRAÇÃO
Comp a 2 do subtraendo + minuendo
carry-out ignorado
Overflow
Resultado da operação fora dos limites de representatividade
Complemento a 2
Resultado < -(2^{n-1})
Resultado > (2^{n-1}-1)
Estados inválidos
resposta deve ser descartada
bit de sinal dos dois números é diferente do bit de sinal do resultado
Meio Somador (Half Adder)
Resultado da soma de 2 bits
recebe 2 bits de entrada e produz 2 bits de saída: SOMA e CARRY OUT
https://www.cin.ufpe.br/~voo/sd/Aula5.pdf
Somador Completo (Full Adder)
pode ser composto por 2HA + porta ou
Recebe 3 bits de entrada (2bits + Carry) e produz 2 bits de saída: SOMA e Carry out
https://www.cin.ufpe.br/~voo/sd/Aula5.pdf
Somador Paralelo
Soma de n bits
Cout do somador de um bit mais significativo
Cin do somador de um bit de ordem imediatamente superior
Possui atraso de propagação do carry
CI: '83 ou '283
Ex: Motorola 74LS83A
Datasheet
https://www.datasheetq.com/datasheet-download/625696/1/Motorola/74LS83A
Somador/Subtrator de complemento a 2
somador paralelo com ajustes p/ adição e subtração
SOMA
Somador paralelo, com Cin do primeiro somador completo em 0
SUBTRAÇÃO
Adição com o complemento a 2 do subtraendo
Somador paralelo invertendo os bits do operando B (Calculando o complemento 1 do Subtraendo), e colocando o Cin do primeiro somador completo em 1 (somando 1 ao LSB do complemento a 1 do subtraendo)
Comparador de Magnitude
CI: '85 - Comparador de magnitude de 4bits
Podem ser expandidos para qualquer número de bits
Saídas de um estágio que compara o bit menos significativo
CI do próximo estágio, lidando com bits mais significativos
datasheet
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd54hct85.pdf?ts=1614173466024&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
Material de apoio
https://www.cin.ufpe.br/~voo/sd/Aula5.pdf
http://iris.sel.eesc.usp.br/sel414m/Aula%2010%20-%20Circuitos%20Aritmeticos.pdf
Simuladores
Análise e síntese de circuitos digitais
Criar circuitos a partir de tabelas verdade, funçoes lógicas e analisar funcionamento
Logisim
Tocci, Caps 6 e 9
