• 加法器RAM学习笔记


     加法器

     一位半加器实现和工作原理:半加器由两个信号输入端和两个一个信号输出端组成。信号输入端出入代表0\1的两个数值,经过半加器的逻辑电路运算,从两个信号输出端输出运算的数据。信号输出端由一个‘sum'输出端和一个进位输出端组成;进位输出端的输入由信号输入端的数值运算结果决定,当信号输入端和小于2时,信号输出端的值为零;当信号输入端的和大于等于2时,信号输出端的值为1。

     如果某一个半加器的信号输入端都为1,进位信号也为1,也就是说需要计算大于2的数值,由于半加器只有两个信号输入端,所以无法计算大于2的数值。用全加器就能解决这个问题。

     全加器的实现和工作原理:全加器由三个输入信号端组成,这三个输入端,其中两个是加数和被加数,第三个是进位信号;输出端和半加器一样,由一个’sum'输出端和进位输出端组成。当输入端的进位信号为0时,即从低位没有产生进位传入当前位,那么输出端的值由两个加数和被加数的运算结果组成;当输入端的进位信号为1时,即从低位产生进位信号,传入当前位,那么运算结果为:加数和被加数的运算结果在加1。全加器真值表

     累加器:累加器是由锁存器电路构成的能存储加法器结果和输出结果的装置

     加法器的构造:由一个加法器和一个累加器组成,加法器将信号输入端的信号运算后存储在累加器中;累加器可以输出当期保存的值,作为加法器的信号输入。

     减法是以补码的形式实现。实际上还是加法。

     RAM

     RAM由具有保存信号功能的触发器组成。存在信号输入端和信号输出端。

     在信号输入端,以8位信号输入和三个信号控制位为例。8位信号输入,此8位信号出入是异步的,即某一位的信号输入不对其他的信号位产生影响。三个信号控制位,决定由哪一个信号输入位输入数据。

     信号输出端,与信号输入端相同,由三个信号控制位控制由哪一个信号输出位输出位输出数据。

     ram之所以能够存储数据,就是由以上两个信号输入,和信号输入决定的。形象的说,8位信号输入和输出相当于一封封的信,三个信号控制位就是存放这些信的地址,在某一个位输入信号,相当于在某一个信箱装入特定的数据;在某一个信号位输出数据,相当于在某一个信箱取出一封信。

     16*8RAM:就是16位地址总线和8位信号输入,即可以控制2**16的地址同时输入8位的数据。

        加法器和RAM组成简易CPU,实现运算和存储。

     加法器

     一位半加器实现和工作原理:半加器由两个信号输入端和两个一个信号输出端 组成。信号输入端出入代表0\1的两个数值,经过半加器的逻辑电路运算,从两个信号输出端输出运算的数据。信号输出端由一个‘sum'输出端和一个进位输 出端组成;进位输出端的输入由信号输入端的数值运算结果决定,当信号输入端和小于2时,信号输出端的值为零;当信号输入端的和大于等于2时,信号输出端的 值为1。

     如果某一个半加器的信号输入端都为1,进位信号也为1,也就是说需要计算大于2的数值,由于半加器只有两个信号输入端,所以无法计算大于2的数值。用全加器就能解决这个问题。

      全加器的实现和工作原理:全加器由三个输入信号端组成,这三个输入端,其中两个是加数和被加数,第三个是进位信号;输出端和半加器一样,由一个’sum' 输出端和进位输出端组成。当输入端的进位信号为0时,即从低位没有产生进位传入当前位,那么输出端的值由两个加数和被加数的运算结果组成;当输入端的进位 信号为1时,即从低位产生进位信号,传入当前位,那么运算结果为:加数和被加数的运算结果在加1。全加器真值表

     累加器:累加器是由锁存器电路构成的能存储加法器结果和输出结果的装置

     加法器的构造:由一个加法器和一个累加器组成,加法器将信号输入端的信号运算后存储在累加器中;累加器可以输出当期保存的值,作为加法器的信号输入。

     减法是以补码的形式实现。实际上还是加法。

     RAM

     RAM由具有保存信号功能的触发器组成。存在信号输入端和信号输出端。

     在信号输入端,以8位信号输入和三个信号控制位为例。8位信号输入,此8位信号出入是异步的,即某一位的信号输入不对其他的信号位产生影响。三个信号控制位,决定由哪一个信号输入位输入数据。

     信号输出端,与信号输入端相同,由三个信号控制位控制由哪一个信号输出位输出位输出数据。

      ram之所以能够存储数据,就是由以上两个信号输入,和信号输入决定的。形象的说,8位信号输入和输出相当于一封封的信,三个信号控制位就是存放这些信的 地址,在某一个位输入信号,相当于在某一个信箱装入特定的数据;在某一个信号位输出数据,相当于在某一个信箱取出一封信。

     16*8RAM:就是16位地址总线和8位信号输入,即可以控制2**16的地址同时输入8位的数据。

        加法器和RAM组成简易CPU,实现运算和存储。

     以上图为例,此图有两个ram阵列组成,一个作为代码输入和存储,一个是数据输入和输出。

     在数据运算端,由控制面板控制RAM的数据信号的输入和输出,加法器接收ram或者锁存器的信号输入,完成数值相加。然后将结果传入锁存器。

     在代码输出端,控制面板控制特定地址的代码输出;代码输出后,代码对特定地址的数据进行操作。

     改进的cpu:由一个ram阵列存储代码和数据,一个代码由三个字节组成:一个字节操作代码,另外两个地址存储ram阵列的16位地址。

     以上图为例,此图有两个ram阵列组成,一个作为代码输入和存储,一个是数据输入和输出。

     在数据运算端,由控制面板控制RAM的数据信号的输入和输出,加法器接收ram或者锁存器的信号输入,完成数值相加。然后将结果传入锁存器。

     在代码输出端,控制面板控制特定地址的代码输出;代码输出后,代码对特定地址的数据进行操作。

     改进的cpu:由一个ram阵列存储代码和数据,一个代码由三个字节组成:一个字节操作代码,另外两个地址存储ram阵列的16位地址。

    以上图为例,改进后的ram数据输出由3个8位锁存器组成,一个锁存器存储代码,另外两个锁存器存储ram地址。结构很清晰。

    参考:《编码奥秘》

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