View
222
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Rangkaian KombinasionalTSK205 Sistem Digital
Eko Didik Widianto
Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Review Kuliah
I Di kuliah sebelumnya dibahas tentang representasibilangan, operasi aritmatika (penjumlahan danpengurangan), rangkaian penjumlah/pengurang danfast-adder
I Selanjutnya akan dibahas tentang rangkaiankombinasional dan blok komponen penyusunnya
I Blok rangkaian kombinasional: multiplekser, enkoder,konverter kode, demultiplekser, dekoder
I teorema ekspansi ShannonI komponen output 7-segmenI desain rangkaian kombinasional yang terdiri atas
blok rangkaian tersebut
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Kompetensi Dasar
I Mahasiswa akan mampu:I [C2] menjelaskan fungsi karakteristik blok komponen
rangkaian kombinasional dengan tepatI [C4] mengaplikasikan blok rangkaian kombinasional
dalam desain sistem digital serta menganalisisnyaI [C5] merancang dan menganalisis rangkaian
multiplekser dari fungsi logika yang diinginkan,dengan menggunakan ekspansi Shannon
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Bahasan
Rangkaian Kombinasional
Blok Multiplekser (MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Rangkaian KombinasionalI Rangkaian digital: kombinasional dan sekuensial
I Rangkaian kombinasionalI Nilai keluaran rangkaian di suatu waktu hanya
ditentukan oleh nilai dari masukannya di waktutersebut
I Tidak ada penyimpanan informasi atauketergantungan terhadap nilai sebelumnya
I Misalnya: multiplekser, enkoder, dekoder, demux,ALU
I Rangkaian SekuensialI Nilai keluaran rangkaian di suatu waktu ditentukan
oleh nilai masukannya waktu itu dan nilai keluaransebelumnya
I Menyertakan storage untuk menyimpan nilaimasukan
I Elemen dasar untuk menyimpan data 1-bit adalahflip-flop
I rangkaian sekuensial n-bit misalnya register, counterI Sebagian besar rangkaian digital adalah sekuensial
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Multiplekser (MUX)
I Sebuah rangkaianmultiplekser (MUX)mempunyai
I N buah masukanSELECT
I Maksimal 2N jalur datamasukan
I Satu output
I MUX melewatkan nilaisinyal dari salah satu datamasukan ke jalur keluarantergantung dari nilaimasukan SELECT
MUX 2-masukan
s f (s, x1, x2)
0 x11 x2
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Implementasi MUX
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
MUX 4 Masukan
I MUX 4-masukan memilih satu dari 4 data masukanyang akan dilewatkan ke keluaran
I Ditentukan oleh nilai 2 jalur SELECT (s0, s1)I Dapat dikonstruksi menggunakan 3 buah MUX
2-masukan
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Aplikasi MUX: 2x2 Crossbar
I Crossbar n× k : rangkaiandengan n masukan dan kkeluaran yang fungsinyauntuk menyediakankoneksi dari sebarangmasukan ke sebarangkeluaran
I Crossbar 2× 2: 2masukan dan 2 keluaran
I Digunakan di aplikasiuntuk menghubungkansatu set jalur ke jalurlainnya (misalnya jaringanswitching telepon)
2x2 Crossbar
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Aplikasi MUX: Programmable Switch diFPGA
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Fungsi Logika dengan MUX
I MUX dapat digunakan untuk mensintesis fungsi logikaI LUT diimplementasikan dengan MUX untuk memilih nilai
konstan dari tabel look-up. Misalnya f = x1 ⊕ x2
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Fungsi Logika dengan MUX: XOR3-masukan
I XOR 3-masukan dapat diimplementasikan dengan 2buah MUX 2-masukan
I Adakah implementasi lain, misalnya denganmenggunakan MUX-4 masukan?
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Fungsi Logika dengan MUX: Latihan
I Implementasikan fungsi berikut dengan MUX2-masukan dan gerbang tambahan lainnya
I f (x1, x2) =∑
m(0,1,3)I f (x1, x2, x3) =
∑m(0,1,3,4,7)
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Teori Ekspansi Shannon: SintesisMultiplekser
I Sebarang fungsi Boolean f (w1, · · · ,wn) dapatdituliskan dalam bentukf (w1, · · · ,wn) =w1 · f (0,w2, · · · ,wn) + w1 · f (1,w2, · · · ,wn)
I Misalnya
f (w1,w2,w3) =∑
m(3, 5, 6, 7)
= w1w2w3 + w1w2w3 + w1w2w3 + w1w2w3
= w1 (w2w3) + w1 (w2w3 + w2w3 + w2w3)
= w1 (w2w3)︸ ︷︷ ︸f saat w1=0
+ w1 (w2 + w3)︸ ︷︷ ︸f saat w1=1
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Contoh Ekspansi Shannon
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Contoh Ekspansi Shannon
I Contoh: f (w1,w2,w3) =∑
m(0,1,3,4,5)I Pilih w1 sebagai variabel ekspansi
f (w1,w2,w3) =∑
m(0, 1, 3, 4, 5)
= w1w2w3 + w1w2w3 + w1w2w3 + w1w2w3 + w1w2w3
= w1 (w2w3 + w2w3 + w2w3) + w1(w2w3 + w2w3)
= w1 (w2 + w3) + w1(w2)
= w1 (w2 + w3)︸ ︷︷ ︸f saat w1=0
+ w1 (w2)︸ ︷︷ ︸f saat w1=1
I Rangkaian?
I Kalau w3 sebagai variabel ekspansi?I Bagaimana implementasi dengan MUX 4-masukan?
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)Multiplekser 2 Masukan
Multiplekser 4 Masukan
Aplikasi Multiplekser
Fungsi Logika dengan Mux
Teori Ekspansi Shannon
IC 74LS151
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
74LS151: MUX 1-ke-8
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok DekoderDekoder
Dekoder 2-ke-4
Dekoder 3-ke-8
Aplikasi Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
DekoderI Rangkaian dekoder: mendekode informasi (data) terkodeI Mempunyai N masukan data dan 2N keluaran (mis: dekoder 3
masukan mempunyai 8 jalur keluaran)I Hanya satu keluaran yang di-assert (diaktifkan) dalam satu
waktu (one-hot encoded)I Assert: ke nilai 1 (logika positif/active-high) atau 0 (logika
negatif/active-low)I Tiap keluaran ditentukan oleh satu valuasi nilai masukan
I Masukan ENABLE (En) digunakan untuk mematikan (disable)keluaran
I Asumsi keluaran active-high:I Jika En=0, tidak ada keluaran dekoder yang di-assertI Jika En=1, satu keluaran di-assert sesuai valuasi
masukan
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok DekoderDekoder
Dekoder 2-ke-4
Dekoder 3-ke-8
Aplikasi Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Rangkaian Dekoder 2-ke-4
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok DekoderDekoder
Dekoder 2-ke-4
Dekoder 3-ke-8
Aplikasi Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Rangkaian Dekoder 3-ke-8
I Dekoder 3-ke-8 dapat tersusun dari 2 buah dekoder2-ke-4 (mis: asumsi active-high)
I Dekoder 4-ke-16 dapat tersusun dari 5 dekoder2-ke-4. Bagaimana?
I Susunan tersebut disebut pohon dekoder
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok DekoderDekoder
Dekoder 2-ke-4
Dekoder 3-ke-8
Aplikasi Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
74138: Dekoder 3-ke-8
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok DekoderDekoder
Dekoder 2-ke-4
Dekoder 3-ke-8
Aplikasi Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Aplikasi Dekoder: Multiplekser
I Multiplekser 4-ke-1 dengan satu dekoder dan 4 buahbuffer tiga-keadaan
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok DekoderDekoder
Dekoder 2-ke-4
Dekoder 3-ke-8
Aplikasi Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Aplikasi Dekoder: Pengalamatan ROM
I Dekoder seringkali digunakan untuk mendekodekanjalur alamat chip memori
I Misalnya di ROM (Read-only Memory) 2m × n
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
DemultiplekserDemultiplekser
Blok Enkoder
Konverter Kode
Demultiplekser
I Sebuah multiplekser memilih satu dari n masukandata menjadi satu keluaran
I Demultiplekser melakukan sebaliknya, yaitumenempatkan nilai satu masukan ke salah satu darin jalur keluaran
I Dapat diwujudkan menggunakan dekoder n− ke−2n
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok EnkoderEnkoder
Enkoder Prioritas
Konverter Kode
Enkoder
I Enkoder melakukan fungsi yang kebalikan daridekoder
I Enkoder biner mengkodekan informasi (data) darimasukan 2n ke dalam kode keluaran n-bit
I Salah satu masukan (dan hanya satu masukan)harus mempunyai nilai ’1’→ one-hot encoding
I Keluaran merepresentasikan bilangan biner yangmengidentifikasi masukan mana yang mempunyainilai ’1’
I Enkoder mengurangi jumlah bit yang diperlukanuntuk merepresentasikan suatu informasi (data)
I Contoh penggunaan untuk transmisi informasi dalamsistem digital sehingga mengurangi jumlah salurantransmisi, atau ruang penyimpanan
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok EnkoderEnkoder
Enkoder Prioritas
Konverter Kode
Enkoder
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok EnkoderEnkoder
Enkoder Prioritas
Konverter Kode
Enkoder Priority
I Salah satu kelas enkoder: enkoder prioritasI Sinyal masukan mempunyai level prioritasI Keluaran enkoder menunjukkan masukan aktif yang
mempunyai prioritas tertinggiI Jika masukan dengan prioritas tinggi ’assert’,
masukan dengan prioritas lebih rendah diabaikan
I Asumsi: w3 mempunyai prioritaslebih tinggi daripada w0
I Keluaran z menunjukkanbahwa tidak ada masukanbernilai ’1’
I Persamaan fungsi yo, y1 danz?
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter KodeKonverter Kode
Dekoder BCD-ke-7 Segmen
Dekoder Hex-ke-7 Segmen
Konverter Kode
I Rangkaian konverter kode digunakan untukmengkonversikan satu tipe enkoding masukan kekeluaran dengan tipe enkoding lainnya
I Dekoder 3-ke-8 mengkonversikan bilangan biner kesatu enkoding one-hot di keluarannya
I Enkoder 8-ke-3 melakukan sebaliknya
I Beberapa tipe rangkaian konverter kode dapatdibentuk
I Contohnya: dekoder BCD-ke-7segmenI Mengkonversikan digit BCD ke 7 sinyal yang
digunakan untuk mengaktifkan segmen tampilanI Tiap segmen diimplementasikan dengan sebuah LED
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter KodeKonverter Kode
Dekoder BCD-ke-7 Segmen
Dekoder Hex-ke-7 Segmen
Dekoder BCD-ke-7 Segment
RangkaianKombinasional
@2011,Eko DidikWidianto
RangkaianKombinasional
Blok Multiplekser(MUX)
Blok Dekoder
Demultiplekser
Blok Enkoder
Konverter KodeKonverter Kode
Dekoder BCD-ke-7 Segmen
Dekoder Hex-ke-7 Segmen
Dekoder Hexa-ke-7 Segment
Recommended