Pert-13 Rangkaian Kombinasional Bag-1 20110205

CS2624 CS2624 -- COMPUTER COMPUTER ORGANIZATION & ARCHITECTUREORGANIZATION & ARCHITECTUREORGANIZATION & ARCHITECTURE ORGANIZATION & ARCHITECTURE

(COA)(COA)

RangkaianRangkaian KombinasionalKombinasionalRangkaian Rangkaian KombinasionalKombinasionalbagian 1bagian 1bagian 1bagian 1

Maret 2010

PokokPokok BahasanBahasanPokokPokok BahasanBahasan

Perancangan rangkaian digitalR k i k bi i l Rangkaian kombinasional

Rangkaian Aritmatika: Rangkaian Aritmatika:Adders (HA, FA, PA, LACA, LSA)Adders (HA, FA, PA, LACA, LSA)SubtractorsMultipliers

Di idDivider

20090323 #1

PerancanganPerancangan Rangkaian DigitalRangkaian DigitalPerancangan Perancangan Rangkaian DigitalRangkaian Digitalxx1x2

z1z2Rangkain

Kombinasional

xn zm

Kombinasional

1. Spesifikasi rangkaian/Deskripsi masalah operasi/fungsioperasi/fungsi input/output

2. Proses Desain2. Proses Desain Buat tabel kebenaran atau Diagram operasi Buat K-map Minimasi Fungsi output atau ekspresi aljabar

20090323 #2

3. Implementasi

Contoh DesainContoh Desain (1)(1)Contoh Desain Contoh Desain (1)(1)

Contoh 1:Gambarkan implementasi mesin yang masukannya 2-bit biner dan p y g ykeluarannya sama dengan kuadrat dari masukannya ! Input dan output aktif high, gerbang: AND, OR, dan NOT.

Jawab:Jawab:1. Spesifikasi:

Input/output: ACTIVE HIGHInput/output: ACTIVE HIGHGerbang: AND, OR, NOT

2. Proses disain:

BAy

ABy

3Input Output .

yBAy

1

2

020090323 #3

By 0

Contoh DesainContoh Desain (2)(2)Contoh Desain Contoh Desain (2)(2)3. Implementasi:

20090323 #4

Contoh DesainContoh Desain (3)(3)Contoh Desain Contoh Desain (3)(3)Contoh 2:

20090323 #5

Rangkaian KombinasionalRangkaian KombinasionalRangkaian KombinasionalRangkaian Kombinasional Rangkaian kombinasional tidak memiliki memori, sehingga state

saat ini hanya tergantung pada input saat ini

X = x1 x2... xnZ = z1 z2... zm

x1x2

z1z

Z z1 z2... zm

x2 z2

))t(X(F)t(Z xn zm

))(()(

20090323 #6

Aplikasi Rangkaian KombinasionalAplikasi Rangkaian Kombinasional (1)(1)Aplikasi Rangkaian Kombinasional Aplikasi Rangkaian Kombinasional (1)(1)

20090323 #7

Aplikasi Rangkaian KombinasionalAplikasi Rangkaian Kombinasional (2)(2)Aplikasi Rangkaian Kombinasional Aplikasi Rangkaian Kombinasional (2)(2)

Macam-macam rangkaian kombinasional: Adders (HA, FA, PA, LACA, LSA) Subtractors Multipliers p Divider ComparatorComparator Parity Generator DecodersDecoders Encoders Code Converters Code Converters Multiplexers

Shifters

20090323 #8

Shifters Programmable Logic Array (PLA)

Half Adder (HA)Half Adder (HA) (1)(1)Half Adder (HA)Half Adder (HA) (1)(1)

20090323 #9

Half Adder (HA)Half Adder (HA) (2)(2)Half Adder (HA)Half Adder (HA) (2)(2)Tabel kebenaran: K-map untuk Sum dan Carry

S = A B C = A . BImplementasi:

20090323 #10

Full Adder (FA)Full Adder (FA) (1)(1)Full Adder (FA)Full Adder (FA) (1)(1)

20090323 #11

Full Adder (FA)Full Adder (FA) (2)(2)Full Adder (FA)Full Adder (FA) (2)(2)Tabel kebenaran: K-map untuk Sum dan Carry Out:

S = Cin(A B) + Cin (AB)S Cin (A B) + Cin (AB)= Cin(A B) + Cin(A B)= A B C= A B Cin

Cout = Cin(A B) + (AB)

20090323 #12

Full Adder (FA)Full Adder (FA) (3)(3)Full Adder (FA)Full Adder (FA) (3)(3)Implementasi:

20090323 #13

Full Adder (FA)Full Adder (FA) dengandengan MaxPlusMaxPlus (1)(1)Full Adder (FA) Full Adder (FA) dengandengan MaxPlusMaxPlus (1)(1)

20090323 #14

Full Adder (FA)Full Adder (FA) dengandengan MaxPlusMaxPlus (2)(2)Full Adder (FA) Full Adder (FA) dengandengan MaxPlusMaxPlus (2)(2)

20090323 #15

Paralel Adder (PA)Paralel Adder (PA) (1)(1)Paralel Adder (PA)Paralel Adder (PA) (1)(1)Format operasi: Carry-ripple effect:

Blok diagram:Blok diagram:

20090323 #16

Paralel Adder (PA)Paralel Adder (PA) (2)(2)Paralel Adder (PA)Paralel Adder (PA) (2)(2)n-bit Paralel adder = Carry-ripple adder

20090323 #17COA/Endro Ariyanto/

Paralel Adder (PA)Paralel Adder (PA) (3)(3)Paralel Adder (PA)Paralel Adder (PA) (3)(3)Contoh:

16-bit Paralel Adder (dibentuk dari 4 buah PA masing-16 bit Paralel Adder (dibentuk dari 4 buah PA masingmasing 4 bit)


LookLook AheadAhead Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (1)(1)LookLook--AheadAhead--Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (1)(1)Menghitung carry di setiap bit secara bersamaan- Menghitung carry di setiap bit secara bersamaan

- Untuk meminimasi waktu propagasi carry


LookLook AheadAhead Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (2)(2)LookLook--AheadAhead--Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (2)(2)Implementasi:

ditaruh di luar FA

20090323 #20

LookLook AheadAhead Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (3)(3)LookLook--AheadAhead--Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (3)(3)


LookLook AheadAhead Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (4)(4)LookLook--AheadAhead--Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (4)(4)Contoh: LAC Adder 3 bitContoh: LAC Adder 3 bit


LookLook AheadAhead Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (4)(4)LookLook--AheadAhead--Carry Adder (LACA)Carry Adder (LACA) (4)(4)Contoh: LAC Adder 12 bit yang dibentuk dari 3 buah LAC Adder 4 bit


CarryCarry Save Adder (CSA)Save Adder (CSA) (1)(1)CarryCarry--Save Adder (CSA)Save Adder (CSA) (1)(1)Beberapa variabel dapat dijumlahkan sekaligus- Beberapa variabel dapat dijumlahkan sekaligus

- Carry dijumlahkan belakangan

Contoh:111 A --> 7010 B --> 2010 B > 2101 C --> 5011 3+011 D --> 3011 Penjumlahan tanpa carry

+111 Carry digeser ke kiri satu posisi10001 Hasil akhir = 17



- Carry dijumlahkan belakanganContoh:

111 A --> 7011 B --> 3101 C --> 5101 C > 5+011 D --> 3010 P j l h t010 Penjumlahan tanpa carry

+111 Carry digeser ke kiri satu posisi10000+ 110010 Hasil akhir = 18



- Carry dijumlahkan belakanganContoh:

111 A --> 7010 B --> 2111 C --> 7111 C > 7+011 D --> 3001 P j l h t001 Penjumlahan tanpa carry

+111 Carry digeser ke kiri satu posisi1111

+ 110011 Hasil akhir = 19


CarryCarry Save Adder (CSA)Save Adder (CSA) (4)(4)CarryCarry--Save Adder (CSA)Save Adder (CSA) (4)(4)Contoh: CSA 4 variabel masing masing 3 bit dengan FA- Contoh: CSA 4 variabel masing-masing 3 bit dengan FA


Full Substractor (FS)Full Substractor (FS) (1)(1)Full Substractor (FS)Full Substractor (FS) (1)(1)

20090323 #28

Full Substractor (FS)Full Substractor (FS) (2)(2)Full Substractor (FS)Full Substractor (FS) (2)(2)Tabel kebenaran: K-map untuk Sum dan Carry Out:

D = Bin(A B) + Bin(A B)in ( ) in( )= Bin(A B) + Bin(A B)= A B Bin

B B (A B) + (AB)D = A B Bin

B 1 jika kurang ( ) Bout = Bin(A B) + (AB)Bout = 1 jika kurang ()

20090323 #29

Full Substractor (FS)Full Substractor (FS) (3)(3)Full Substractor (FS)Full Substractor (FS) (3)(3)Implementasi:- Implementasi:


AdderAdder dandan SubstractorSubstractor (1)(1)Adder Adder dandan SubstractorSubstractor (1)(1)F t i j l h d bi- Format operasi penjumlahan dan pengurangan biner

dengan komplemen 1 dan komplemen 2:

20090323 #31

AdderAdder dandan SubstractorSubstractor (2)(2)Adder Adder dandan Substractor Substractor (2)(2)P l l dd / bt t P l l dd / bt tParalel adder/subtractor Paralel adder/subtractordengan komplemen 1: dengan komplemen 2:


MultiplierMultiplier (1)(1)MultiplierMultiplier (1)(1)

Contoh:

Perkalian bilangan 170x213 dalam format 8 x 8 bit

20090323 #33

MultiplierMultiplier (2)(2)MultiplierMultiplier (2)(2)Simbol blokSimbol perkalian

n x m bitSimbol blok diagram:

Format Perkalian:

Perkalian 2 x 2 bitPerkalian 2 x 2 bit

20090323 #34

MultiplierMultiplier (3)(3)MultiplierMultiplier (3)(3)Contoh: Perkalian 2 x 2 bit

Tabel kebenaran:

20090323 #35

MultiplierMultiplier (6)(6)MultiplierMultiplier (6)(6)Bentuk rangkaiannya: (Level gate)

20090323 #38

MultiplierMultiplier (7)(7)MultiplierMultiplier (7)(7)Solusi lain: (Level modul)


MultiplierMultiplier (8)(8)MultiplierMultiplier (8)(8)Bentuk rangkaiannya: (dengan modul FA)


Ripple Carry Array MultiplierRipple Carry Array MultiplierRipple Carry Array MultiplierRipple Carry Array Multiplier

20090323 #41

PustakaPustakaPustakaPustaka[TIN91] Tinder, Richard F. 1991. Digital Engineering

Design : A Modern Approach. - edition. Prentice Hall.

20090323 #42

Pert-13 Rangkaian Kombinasional Bag-1 20110205

Documents

Transcript of Pert-13 Rangkaian Kombinasional Bag-1 20110205