数字逻辑第1章 信息的表示.ppt

CJ=1 CF=0 进行算术运算时，若数值最高位向符号位有进位（CJ=1），而符号位没有进位（CF=0），则产生正溢出。纠正正溢出错误的方法是机器数向左扩出一位。运算的正确结果是01000，它是真值+1000的补码。 解：已知 补充 * CPLD（Complex Programmable Logic Device）是Complex PLD的简称,一种较PLD为复杂的逻辑元件。CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。 FPGA （Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列）是专用集成电路（ASIC）中集成度最高的一种，用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑，因而也被用于对CPU的模拟。用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPGA中，对其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构，这一特性可以构建一个根据计算任务不同而实时定制的CPU，这是当今研究的热门领域。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可*性，减轻了设计者的劳动强度。20世纪90年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。 * * * * 不同的机器码加减运算规则各不相同 利用反码和补码可以将减法运算转换为加法运算。 无需逻辑判断，连同符号一起运算。 * 补码运算符号位的进位丢掉 * 反码运算符号位的进位不能丢掉，要加入到最低位。 许向众 十进制数 真值 原码 反码 补码 +7 +111 0111 0111 0111 +6 +110 0110 0110 0110 +5 +101 0101 0101 0101 +4 +100 0100 0100 0100 +3 +011 0011 0011 0011 +2 +010 0010 0010 0010 +1 +001 0001 0001 0001 +0 +000 0000 0000 0000 -0 -000 1000 1111 —— -1 -001 1001 1110 1111 -2 -010 1010 1101 1110 -3 -011 1011 1100 1101 -4 -100 1100 1011 1100 -5 -101 1101 1010 1011 -6 -110 1110 1001 1010 -7 -111 1111 1000 1001 -8 -1000 —— —— 1000 三位二进制带符号数的机器码： 1.3.7 真值、原码、反码、补码之间的关系 X真值 [X]原 [X]补 [X]反 符号+，– 数值位不变 0，1 符号位不变，数值位 不变（符号位为0） 变反（符号位为1） 符号位不变，数值位 不变（符号位为0） 变反加1（符号位为1） 真值、原码、反码、补码之间的关系 1）当真值x为正数时：其机器数[x]原=[x]反=[x]补，x 的数值部分不变，符号位为0。 2）当真值x为负数时： 3）当真值为0时：原码和反码有正零和负零两种表示形式，而补码仅有一种正零的表示形式。 [x]原：x 的数值部分不变，符号位为1； [x]反：x 的数值部分按位变反，符号位为1； [x]补：x 的数值部分按位变反，末位算术加1，符号位为1。 例：试求 x = (+38)10 和 y = (–44)10 的8位二进制 原码、反码、补码。 解：字长是8位，1位符号位，7位数值位。 因为 x 的真值 = + 0100110，所以 [x]原 = [x]反 = [x]补 = 0 0100110 因为 y 的真值