регистрация /  вход

Проектування багатофункціонального регістра-автомата (стр. 1 из 4)

Вступ

Основним завданням даної курсової роботи є проектування багатофункціонального регістра-автомата з пам'яттю, у якого вхідними є змінні
й безліч мікрооперацій
, а вихідними -
і
, як основного вузла операційного автомата (ОА). Це завдання досягається шляхом розробки комбінаційних схем обчислювачів і комутаторів за відомою структурою регістра на сучасній елементній базі мультиплексорів, дешифраторів, ПЗП, програмувальні логічні матриці, арифметико-логічні пристрої й т.п.

Завданням курсового проекту передбачений синтез БФР як на елементах малої й середньої так і високого ступеню інтеграції.

Навички, отримані в результаті виконання даного курсового проекту, можуть бути корисні й у дипломному проектуванні, а також при виконанні науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт.


1. Вибір варіанта завдання

У даній курсовій роботі необхідно спроектувати багатофункціональний регістр (БФР), що виконує заданий набір мікрооперацій, що і буде основним вузлом синтезованого операційного автомата.

Список мікрооперацій:

Для варіанта №10 заданий наступний список мікрооперацій

4, 5, 10, 14(n1=2, n2=4), 24, 30, 34, 40(n1=3), 46

Операція виконувана схемою контролю:

x1:R <= m; x2:R = 1...1…1, де m - двійкове представлення суми варіанту по списку й числа 23.№ варіанта - 10, отже m=10+23=33=001000012

Зміст мікрооперацій:

y1: R:=A1+m

y2R:=A1+R

y3: R:=A1

R

y4: R:= (A2(1:2)&R(1:2).~R(3:4).A2(5:8))

y5: R:=R(5:8).000

y6: R:=~R1.R(2).~R(3).R(4) .~R(5).R(6) .~R(7) .R(8)

y7: R:=ЯКЩО(R1)

A1(1) ТЕ (R-1) ІНАКШЕ (R+1)

y8: B=(R(1:3).~R(4:8))

A3

y9: B=ЯКЩО A3(1) *A3(2) *A3(3) *A3(4) ТЕ ~R ІНАКШЕ R

Синтез буде виконаються на елементах серії К555 малого, середнього й великого ступеня інтеграції. В якості тригерів для синтезу застосовуємо JK-тригери.


2. Опис функціонування БФР

В загальному випадку регістр R виконує множину МО

. У кожному машинному такті регістр може виконувати тільки одну МО. Множину
можна умовно розділити на 3 підмножини, що не перетинаються:
. До першої підмножини відносяться такі МО, в результаті виконання яких проходить змінення змісту регістра. Ці МО описуються оператором присвоювання
,де
- деяка функція від значень слів, що поступають по вхідним шинам -
.

До них, наприклад, відносять МО наступного виду:

- занесення у регістр констант, зокрема, коду 00….0 (R:=00…0) ;

- прийом коду з шини А (R:=A).

До підмножини

відносять такі МО, в результаті виконання яких не відбувається зміна змісту регістра, але відбувається передача в деяку сукупність вихідних шин кодів, що залежать, в загальному випадку, від змісту регістра
, та від кодів на вхідних шинах. Вони описуються оператором присвоювання виду:
,де
-множина вихідних шин;

- деяка функція від змісту регістра
та вхідних шин
.

До них відносять, наприклад, наступні:

- передача у вихідну шину

змісту регістра (
);

- передача у шину

кон’юнкції від змісту регістра та вихідної шини
.

Прикладом є передача старого коду з регістра у вихідну шину

з одночасним занесенням нового коду в регістр з вхідної шини
.

Структурну схему пристрою, що розробляється, представлено на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 – Структурна схема пристрою, що розробляється.

Пристрій складатимется з чотирьох блоків, кожний з я ких виконіватиме свою задачу, а саме:

- КС1 – комбінаційна схема 1, що виконуватиме МО, які змінюють стан регістра, вхідними данними для неї є слова: А1, котре приходить з зовнішньої шини, та А2, котре є вхідною змінною, а також попереднє значення регістра;

- КС2 – комбінаційна схема 2, що виконуватиме МО, що націлені на формування вихідної шини В, вхідними данними є вхадне слово А3 та значення регістра;

- КС3 – комбінаційна схема 3, що генерує контрольні сигнали, вхідними данними є значення регістра;

- Рег– регістр – вузол, що призначений для зберігання інформації та зміну свого стану в залежності від КС1;

- ШФ – шинний формувач, призначений для передачі данних з шини В у загальну шину та прийому слова А1 з загальної шини.


3. Синтез комбінаційних схем БФР

3.1 Розбивка безлічі МО на підмножини, cегментация

Безліч виконуваних регістром мікрооперацій Y={y1 ,, y2 , y3 , y4 , y5 , y6 , y7 , y8 , y9 } умовно можна розбити на дві підмножини: Y1 ={y1 , y2 , y3 , y4 , y5 , y6 , y7 } і Y2 ={y8 , y9 }.

Перша множина містить у собі такі МО, у результаті виконання яких відбуваються зміна вмісту регістра. Ці МО описуються оператором присвоювання R:=f(A1 , A2 ,...Ak , R), де f - деяка функція від значень слів, що надходять по вхідних шинах - A1 , A2 ,...Ak , а також від вмісту регістра R, що існував в ньому до моменту виконання даної МО.

До підмножини Y2 віднесемо такі МО, у результаті виконання яких не відбувається зміна вмісту регістру, але здійснюється передача в деяку сукупність вихідних шин кодів, які залежать, у загальному випадку, і від умісту регістра R, і від кодів на вхідних шинах.

Сегментація для КС1: Сегментація для КС1:

у1:

1 8

у2:

1 8

y3:

1 8

y4:

1 2 3 4 5 8

y5:

1 5 6 8

y6:

1 8

y7:

1 8

Сегментація для КС2

у8:

1 3 4 8

у9:

1 8

3.2 Формування функцій збудження

3.2.1 Формування функцій збудження для КС1 (для JK-тригера)

Функції збудження для кожної МО

У серії використаємо синхронний JK - тригер, що має наступну таблицю переходів:

Таблиця 4.1 - таблиця переходів JK - тригеру

Q(t) Q(t+1) J(t) K(t)
0 0 0 X
0 1 1 X
1 0 X 1
1 1 X 0

Синтез виконувався по наступному принципу:

1) Одержуємо те значення в яке необхідно встановити регістр (наприклад A1&R або суму 2A2+R на суматорі )

2) Мультиплексором робимо вибірку потрібного значення залежно від використовуваної мікрооперації.

3) Значення розряду регістра отримане на виході мультиплексора необхідно подати на відповідний розряд тригера. До речі необхідно відзначити й те, що якщо не діє жодна з мікрооперацій, регістр повинен зберігати своє значення.

- для мікрооперації y1:

, дані функції збудження будуть реалізовані на суматорі. На вхід першого операнду подається А1(1:8) на вхід другого операнда число m в двійковому вигляді.

Таблиця 4.2 – Таблиця переключення тригерів БФР для МО у1

Sm1 R
R
J K
0 0 0 0 X
0 1 0 X 1
1 0 1 1 X
1 1 1 X 0

- для мікрооперації у2:

функції збудження реалізовані аналогічно мікрооперації у1, але на вхід першого доданка подається A1, а на другий вхід подаємо R.

Таблиця 4.3 – Таблиця переключення тригерів БФР для МО у2


Дарим 300 рублей на твой реферат!
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Мы дарим вам 300 рублей на первый заказ!