Реферати українською » Информатика, программирование » Розрахунок багатофункціонального регістра (МФР)


Реферат Розрахунок багатофункціонального регістра (МФР)

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

Запровадження

1. Завдання

1.1 Списокмикроопераций

2. Опис функціонуванняМФР, як основного вузлаОА

3.Разбиение безлічі МО на підмножини, сегментація відповідного формату даних

4. Формування функцій порушення для Tтриггера

4.1 Функції порушення

4.2Сегментация

5. СинтезМФР

5.1 Короткий опис елементної базиК555

5.2 Опис структурної схемиМФР

6. Опис принципової схеми на елементах малої і середній ступеня інтеграції

7. Опис принципової схеми на елементах малої і середній ступеня інтеграції

7.1. Підготовкаоперандов


Запровадження

У цьому курсової роботі розрахований багатофункціональний регістр (>МФР).Задается 9микроопераций (МО): 7 для вхідний шини і 2 для вихідний шини.

Синтез регістру походить з елементах малої і середній ступеня інтеграції, і навіть великий ступеня інтеграції.

>Использована різна елементна база: мультиплексори, дешифратор, ПЗУ,программируемие логічні матриці,арифметико-логические устрою, елементи2и2и-не3и2или2или-не3или-не, та інших.

По схемою із елементами значною мірою інтеграції розрахована друкована плата, трасування, розташування елементів і отворів.


1. Завдання

У цьому курсової роботі необхідно спроектувати багатофункціональний регістр (>МФР), виконує поставлене набірмикроопераций, що й буде основним вузлом синтезованого операційного автомата. Варіант курсового проекту утворюється шляхом завдання певного наборумикроопераций (вибирається за таблицею) і елементної бази.

 

1.1 Списокмикроопераций

Відповідно до варіанта заданий наступний списокмикроопераций

7,11,15 (>n=2), 19 (>n=3),3134,36,45,49

Операція виконувана схемою контролю:

>x1:2R>m;x2:R=1. .1, деm -двоичное уявлення суми, двох цифр номери заліковки і кількості 23.

№ варіанта - 23, отжеm=23+23=46=001011102

Зміст МО:


Типтриггера: T

Серія елементів:K555


2. Опис функціонуванняМФР, як основного вузлаОА

Призначення операційного устрою (ЗУ) - обробка поточнихоперандов, відповідно до заданої МО і видача результатів цієї обробки.ОА то, можливо подано у вигляді двох взаємодіючих автоматів:УА іОА. СинтезУА розглянуто раніше, в курсовому проектові зПТЦА.ОА складається з регістрів,сумматоров та інших вузлів, які виробляють прийом, збереження і обробку інформації, і навіть видачу результату обробки в навколишнє середовище і видачу вУА і зовнішню середуосведомительних сигналів про особливих значенняхоперандов чи його окремих розрядів (про знакахоперандов, про рівність нулю результату операції, про закінчення роботи, переповненні тощо.).

Процес функціонування у часі ЗУ складається з послідовності тактових інтервалів, у якихОА виробляє певні елементарні операції обробки слів:ОА виконує певний набір елементарних перетворень інформації: передачі слова з регістру в регістр, взяття зворотного коду, зрушення коду тощо. У випадкуОА може виконувати багато тих МО, але практично реалізуються тімикрооперации, що має виконувати ЗУ, і кількість обмежена. У кожному такті виконується лише одне МО. Кордони тактів задаються тривалістюсинхросигнала.

>УА зазвичай представляється як реєстрової структури, тобто сукупностіМФР відносини із своїми шинами, КС, призначеними формування функцій порушення тригерів і вихідних сигналівОА.

ПідМФР розуміють регістр, здатний виконати деяке безліч МОY={y1, y2... y>m} над вхідними словами, і навіть над словами, що зберігалися в регістрі на початок виконання МО. У кожному машинному такті регістр може виконати або тільки одну МО, або виконати жодної. Крім стандартного набору МО для звичайного регістру, вМФР використовують і інші МО, що передбачають попереднє опрацювання вхідних даних (арифметичну чи / і логічний).

ОтжеМФР - це автомат з пам'яттю, яка має вхідними, є перемінні А1, А2,... Адо і безліч МО Y, а вихідними - У1, У2,... У>s і Х. Для синтезу такого автомата проводять його декомпозицію, крайньому випадком якої є розбивка даного автомата на елементарніодноразрядние автомати; у своїй розглядається n - автоматів з цими двома станами.

У багатьох реальних випадків не потрібно у повній декомпозиції, оскільки МО, це сукупність дій над групами розрядів (сегментами); в такий спосіб декомпозиція зводиться доразбиению поляМФР на сегменти, всередині яких дії, що їх над розрядами сегмента, ідентичні.


3.Разбиение безлічі МО на підмножини, сегментація відповідного формату даних

Безліч виконуваних регістром МО Y={ y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7, y8, y9} умовно може бути розбитий на два підмножини:

Y1={y1, y2, y3, y4, y5, y6, y7} і Y2={ y8, y9}.

Перше безліч включає у собі такі МО, у виконання яких відбуваються зміни вмісту регістру. Ці МО описуються оператором присвоювання


>Рг: =>f (>A1,A2,A3,Рг),

деf - деяка функція від значень слів, вступників по вхідним шинам -A1,A2,A3, і навіть від вмісту регіструРг, яке у ньому досі виконання даної МО.

Доподмножеству Y2 віднесемо такі МО, у виконання яких немає відбувається зміна вмісту регістру, але здійснюється передача в деяку сукупність вихідних шин кодів, які залежать, у випадку, і південь від вмісту регіструРг, і південь від кодів на вхідних шинах. Ці МО описуються оператором присвоювання виду:


У: = Ф (>Рг,A3),

де У - вихідна шина, Ф - деяка функція від вмісту регіструРг і вхідний шини А3.

СтруктураМФР з урахуванням розбивки безлічі МО Y на підмножини Y1 і Y2 представлена на мал.1. Тут перша комбінаційна схема (>КС1) управляєтьсямикрооперациями з підмножини Y1, а друга (>КС2) - з підмножини Y2, власне регістр то, можливо синхронним або асинхронним.СхемойКС3 виробляються ознаки Х результату обробки регістром вхідних змінних Проте й, можливо попереднього значення регістру. Методика розбивки на сегменти, тобто сегментація, полягає в тому, що по черзі розглядається кожна МО, виконуванаМФР чи шиною, у своїй виявляються розряди регістру (шини), які виконують те ж функцію. Потім розглядається вся сукупність МО (при синтезіКС1-Y1,KC2-Y2) і виробляється те що вихідних сегментів: у своїй утворюються нові сегменти, які теж становлять розрядне поліМФР або шини.

Мал.1. СтруктураМФР


4. Формування функцій порушення для Tтриггера

 

4.1 Функції порушення

За завданням: типтриггера - T (синхронний):

 >Q (>t)  >Q (>t + 1)  T
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Деякі МО я виконую як Дтриггера (спрощення схеми). Доказ зв'язку Д і Т тригерів:

>Q (>t) >Q (>t+1) T
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
>Q (>t) >Q (>t+1)

0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Як очевидно з таблиць: Т тригер однаковим із "виключає чи".

деQ (>t) = R іQ (>t+1) = D

Синтез проведено за наступному принципу:

Отримуємо ті значення, у якому необхідно встановити регістр.

>Мультиплексором виробляємо вибірку потрібного значення залежність від використовуваноїмикрооперации.

Значення розряду регістру отримане не вдомамультиплексора необхідно подати на відповідний розрядтриггера. До речі слід відзначити й те, що а то й діє жодна змикроопераций, регістр повинен зберігати своє значення.

>микрооперацияY1:

дані функції порушення буде реалізовано насумматореS1 (і) =>A1 (>i-1) - R (і)

>S1 R R (>t+1) T
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 1 1
1 1 1 0

R (>t+1) (і) =>S1 (і),i=1: 7

T (і) = 1 (і) +>S1 (і) = 1, і = 1: 7

R (>t+1) (8) = 0

R R (>t+1) T
0 0 0
1 0 1

T (8) = R (8)

>микрооперацияY2:

T (і) = , і = 1: 8


>микрооперацияY3:

T (1) =A1 (1)

T (2) =

T (і) =A2 (і), і = 3: 8

>микрооперацияY4:

T (і) =A1 (і) R (і), і = 1: 3

T (j) =A2 (j) R (j), і = 4: 8

>микрооперацияY5:

, і = 2: 8

>микрооперацияY6:

дані функції порушення буде реалізовано насумматоре

V =S6 = R (і) +R (1)A1 (1). R (1)A1 (1). R (1)A1 (1). R (1)A1 (1). R (1)A1 (1). R (1)A1 (1). R (1)A1 (1).1

T (і) =S6 (і) , і = 1: 8

>микрооперацияY7:

T (1) =

T (і) =S7 (і), і = 2: 8

Кожну МО

>Микрооперацииу8 іу9 не змінюють вміст регістру, а формують шину У:

>микрооперацияY8:

>сумматори: N =S8 =R+A3 і E =S81 =R-A3

B = , і = 1: 8

>микрооперацияY9:

 

4.2Сегментация

Оскільки багато операцій до різних розрядів однакові, то можна буде провести сегментацію.

>Y1 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y2 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y3 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y4 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y5 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y6 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y7 1 2 3 4 5 6 7 8
R 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y8 1 2 3 4 5 6 7 8
>Y9 1 2 3 4 5 6 7 8
B 1 2 3 4 5 6 7 8

 


5. СинтезМФР

 

5.1 Короткий опис елементної базиК555

>Интегральние мікросхеми серіїК555 виготовляються поТТЛШ - технології, що дозволяє отримати проти поширеними серіями мікросхем мінімальне значення твори швидкодії нарассеиваемую потужність. Це дозволяє розробки апаратури зменшити щільність струмів в шинах харчування, зменшитирассеиваемую потужність, підвищити надійність виробів радіоелектроніки. Серед мікросхем цієї серії є мікросхеми із трьома стійкими станами. Крім станів високої професійності і низького рівнів дані мікросхеми можуть переходити до третього стан високого вихідного опору. Це властивість даних мікросхем дозволяє організуватиПРОВОДНОЕ АБО. Працюючи на магістраль кількох мікросхем із трьома станами одна з них може переходити в яке проводить стан, тоді як решту маємо у стані високого вихідного опору.

Для побудови буде використано такі інтегральні мікросхеми (ІМС) серії.

Буде використовуватисяJK-триггер серіїК555TB6.

При об'єднанні входівJ і K ми маємо Т тригер

>Микросхема є дві незалежнітактируемихJK-триггераcо скиданням із установкою в 0 і одну.Считивание інформації з входівJ і K відбувається в час позитивного перепаду на вході З, але в виходи вона передається під час негативного перепаду.Логические рівні наJ і K нічого не винні змінюватися, перебувають у З високий рівень! Якщо з'єднати входиJ і K тригер працюватиме як звичайний лічильний (ділити частоту на 2).

Буде використовуватися двоїчний акумулятор серіїК555ИМ6 -Предназначен до виконання арифметичних операцій складання. Операція складання позитивних двійкових чисел визначається правиламидвоичной арифметики

>Микросхема >К555ИМ6 - повнийчетирехразрядний двоїчний акумулятор. Її логіка роботи: на входи А1 -А8 подається код однієї зсуммируемих чисел (А1 - молодший розряд,А8 - старший),

на входиВ1-В8 - код другого числа, на вхід З - перенесення від попередньої мікросхеми. Код суми формується на виходахS1 -S8, перенесення - не вдома Р. У мікросхеми,суммирующей молодші розрядимногоразрядних двійкових чисел, вхід З слід з'єднати все із загальним дротом.

Використовуватимемо мультиплексер серіїК555КП7 - мікросхема містить двоїчний дешифратор для вибору однієї з восьми джерел даних.Микрасхема є селектор - мультиплексер з 8 один і залежно від встановленого на входах А У З коду дозволяє проходження сигналу для виходу Y лишеобного з 8 інформаційних входів.

>Программируемая логічна матриця (>ПЛМ) -ПЛМ, має параметриn=16,m=48 іk=8, де n - число входів, аk - число виходів.Логические елементи І виконані надиодахШоттки, на 48емитерних транзисторах. На обраному типіПЛМ можна реалізувати КС, має 16 входів і побачили 8-го виходів.

ВикористовуваласяПЛМ з 556 серіїК556РТ2

5.2 Опис структурної схемиМФР

Структурну схемуМФР можна як сполуки п'яти основних функціональних блоків:

Блок формуванняФВ для тригерівМФР.

Становить собою КС, яка реалізована з допомогою елементівИ-НЕ,сумматоров, елементів2-ИЛИ і2-И та інших.

На входи блоку подаються сигнали МО (з'явилася інформація, яка МО з багатьох МО повинна виконатися у цьому такті) вдвоично-кодированной формі, через шифратор, перетворюючий номермикрооперации з унітарної коду в двоїчний. На входи блоку подаються значення шин А1 і А2, сигнали, котрі знімаються із виходу блоку (тобто стан регістру попередній час), також подаються на входи блоку формуванняФВ.

Блок формування сигналів, які у шині.

Становить собою КС, яка реалізована на елементах типу2-ИЛИ,2-И,2-ИСКЛ. АБО та інших. На входи блоку подаються сигнали МО, значення шини А3 і стан регістру. Виходом блоку є сигнали, які у шині протягом даного такту.

Блок пам'яті.

Становить собоювосьмиразрядний регістр, зібраний на 8J-KтриггерахК555ТВ6, з з'єднаними входами й отриманим Т тригером. Регістр здійснює запам'ятовування коду, сформованого блоком формуванняФВ, яку здійснювався по переднього фронтусинхроимпульса. На інформаційні входи кожноготриггера подаються сигнали з виходів відповідної КС блоку формуванняФВ.

Шиннийформирователь.

ТипуК555АП6. Служить для зв'язкуМФР з магістраллю. Залежно від управляючого сигналу даних, або знімаються з магістралі, або подаються її у.


6. Опис принципової схеми

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація