Шифратор. Гибридные машины. Однокристальные ЭВМ

Шифратор.

N,n : (2ⁿàN) – функция .

Используется для распределения приоритета.

X									Y
1	2	3	4	5	6	7	8		1	2	3
0	0	0	0	0	0	0	0		0	0	0			1
1	0	0	0	0	0	0	0		0	0	0			0
…	…	…	…	…	…	…	…		…	…	…			…
X	X	X	X	X	1	0	0		1	0	0			0
X	X	X	X	X	X	1	0		1	1	0			0
X	X	X	X	X	X	X	1		1	1	1			0

на входе нет ни одного сигнала младшее состояние старшее состояние

“0” – младший разряд; “7” – старший разряд.

Гибридные машины.

Машины:

·  Цифровые (двоичное представление информации);

·  Аналоговые (использование непрерывного сигнала);

·  Гибридные (синтез цифровых и аналоговых).

Цифровка – приведение к цифровому формату.

Максимально близкая цифровка.

 

Все системы управления основываются на аналоговых системах.

Аналоговые машины быстрее, т.к. нет необходимости производить преобразование сигналов для операций над ними. Главным недостатком является плохая точность, связанная с характеристиками полупроводников. Для p-n перехода скорость передачи информации зависит от его температуры, которую, для лучшего результата необходимо удерживать в некотором диапазоне. 

Гибридные машины – симбиоз аналоговых и цифровых машин.

А/Ц – аналогово-цифровой дешифратор.

Ц/А – цифро-аналоговый дешифратор.

CPU – процессор, где производится обработка информации в цифровом формате.

Входные и выходные сигналы – аналоговые .

Цифро-аналоговый преобразователь.

В Ц/А производится преобразование цифрового кода в аналоговый сигнал.

Существует две схемы:

1.  ЦАП с поразрядным взвешиванием напряжения.

 – если Х1=0, иначе Х1=1.

U₀ – входной напряжение.

U_вых – выходное напряжение, такое что

U_вых=U₀(Х_n/2+X_n-1/2²+…+X₁/2ⁿ)

 

Старший разряд       Младший разряд

Недостаток: выходное напряжение очень мало, следовательно любое сколь угодно малое изменение тока приводит к искажению сигнала.

2.   ЦАП с поразрядным взвешиванием токов.

  – если Х1=0, иначе Х1=1.

Аналогово-цифровой дешифратор.

А/Ц более медленные, нежели Ц/А.

Аналогово-цифровой дешифратор основан на принципе последовательных приближений.

Значение счетчика, настраиваемого на прибавление/вычитание, сравнивается с величиной аналогового сигнала. Точность цифровки до ±1/2 мзр(младший значимый разряд). А/Ц самый медленный по скорости работы, которая зависит от счетчика и разряда N.

 

Однокристальные ЭВМ

Цифровое и аналоговое управление снаружи, а все операции внутри.

Процессор = устройство управления + операционное устройство.

Устройство управления.

Однокристальное управление.

Секционное управление

Минимальная размерность секции равна 2.

Операционное устройство.

Операционное устройство выполняет операции над данными и часлами.

А+В=С    или   А-В=А+(+1)

Пример:

Двоичн.	Десятичн.	Инверт.
11	3	00
10	2	01
01	1	10
00	0	11
11	-1	00
10	-2	01
01	-3	10

Для операций сложения и вычитания дастаточен только сумматор.

Полный сумматор.

Полный одноразрядный сумматор.

Xi	Yi	Пi-1	Ci	Пi
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

Одноразрядный сумматор на основе полусумматоров, где для полусумматора:

X	Y	С	П
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1

Полный многоразрядный сумматор.

Строится на основе одноразрядных сумматоров. Каждый одноразрядный сумматор складывает коды соответствующихразрядов слагаемх, прибавляет к ним значение переноса из младшего разряда и при необходимости формирует единицу переноса в старший разряд.