Билет №4

1. Преобразователи уровней напряжений и токов.

П реобразователи уровней предназначены для организации обмена информацией между устройствами, построенными на ИС с различными базовыми логическими элементами. Они обеспечивают согласование вх. и вых. сигналов по напряжению и току при использовании в одном устройстве ТТЛ и КМДП ИС или ТТЛ и ЭСЛ ИС. Преобразование уровней напряжения требуется также в устройствах на КМДП ИС, если различные части устройства имеют разные напряжения питания. Большинство КМДП ИС имеют малые вых. токи, поэтому их выходы не могут быть нагружены даже на один вход ТТЛ – серии 155. Для согласования уровней вых. и вх. напряжений и токов выпускаются три ЛЭ: К564ЛН2, К564ПУ4 и К564ЛА10В. ЛЭ 564ЛН2 и 564ПУ4 (рис. а) имеют вх. цепи (рис.б), отличающиеся от вх. цепей всех остальных ЛЭ КМДП-серий (рис.в). Диоды во вх. цепях обычных ЛЭ служат для защиты от статического напряжения. Так как во вх. цепях ЛЭ ЛН2 и ПУ4 отсутствуют диоды защиты, подключ. к источнику питания U_п, то на их входы можно подавать U_вх>5В при U_п=+5В, что обеспечивает согласование уровней напряжений при управлении ТТЛ ИС от КМОП ИС (рис.г). Вых. токи этих ЛЭ (I⁰_вых = 8 мA, I¹_вых = 1,25 мA) обеспечивают согласование уровней вых. и вх. токов.

Особенностью построение схем большинства преобразователей уровней является необходимость наличия двух источников питания, что указано около соответствующих выводов УГО ИС.

2. Выполнение арифметических операций над числами, представленными в дополнительных кодах. Особенности выполнения операций в обратных кодах. Выполнение арифметических операций в шестнадцатеричной системе счисления.

При выполнении арифм. операций в компьютере обычно применяются не простые, а модифицированные коды. Модифицированный код отличается от простого использованием для изображения знака числа двух разрядов. Второй знаковый раз­ряд служит для автомат. обнаружения ситуации переполнения разрядной сет­ки: при отсутствии переполнения оба знаковых разряда должны иметь одинак. цифры (нули или единицы), а при переполнении разрядной сетки цифры в них будут разные. При переполнении результат сдвигается вправо на один разряд. Сложение производится по обычным правилам сложения двоичных чисел: единица переноса, возникающая из старшего знакового разряда, просто отбрасывается. Умножение чисел в доп. кодах производится по обычным правилам умножения двоичных чисел. Единственной особенностью является то, что если сомножитель является отрицательным (знаковые разряды равны 11), то перед на­чалом умножения следует приписать к нему слева столько единиц, сколько значащих разрядов у другого сомножителя справа от запятой. Результат (произведе­ние) всегда получаем в доп.коде. Добавление единиц слева перед отр.числом не изменяет его величины, так как перед положи. числом можно написать сколь угодно нулей не изменяя величины числа; наоборот, перед отр. числом (в доп. или об­р. кодах) добавление лишних нулей недопустимо.

Обр. коды следует складывать как обычные двоичные числа, поступая со зна­ковыми разрядами, как с обычными разрядами, а если возникает единица перено­са из знакового разряда, ее следует прибавить к младшему разряду суммы кодов. Последнее обстоятельство увеличивает время выполнения операций в обр. кодах, поэтому в компьюте­ре чаще используются доп. коды.

Арифм. операции в шестнадцатеричной с.с. в машине не выполня­ются. Операции сложений и вычитания иногда приходится выполнять при программировании, например при вычислении полных адресов ячеек памяти (при сложении и вычитании адресов сегмента, базы, индекса, смещения в ПК). Прави­ла их выполнения обычные для позиционной с.с.