Проектирование операционного устройства (стр. 8 из 9)
4. Функциональная схема операционного устройства
4.1. Организация связи между операционным и управляющим автоматами
Связи между операционным и управляющим автоматами организуются так. Сигналы с выходов управляющего автомата подаются на его же входы, а также на входы операционного автомата. На входы управляющего автомата подаются также сигналы логических условий. Каждая микрооперация выполняется строго при поступлении синхроимпульса и при подаче соответствующего управляющего сигнала, который в свою очередь вырабатывается на основе сигналов логических условий, вычисленных в предыдущий такт работы операционного устройства.
Графически связи между операционным и управляющим автоматами показаны на функциональной схеме операционного устройства, приведенной на масштабно–координатной бумаге.
4.2. Описание работы операционного устройства на заданном отрезке времени
Дано:
А=1.1010010
В=0.0011101
После выполнения микрооперации y1 на входы управляющего автомата приходит сигнал Y1 и сигналы логических условий,
=1 и 
=0, под действием этих сигналов и при поступлении синхроимпульса из генератора синхроимпульсов (ГСИ) триггеры управляющего автомата переходят в состояния: T1=0, T2=0, T3=1, T4=0 (см. общую схему). В свою очередь на дешифраторе вырабатывается сигнал Y2, при котором в операционном автомате выполняется микрооперация y2.Которая заключается в следующем. Полю С(1) присваивается значение переноса в этот разряд P(1), который можно вычислить по схеме на рис. 2.2.5., а схема С(1) изображена на рис. 2.2.1. Полю С(2) присваивается значение инверсии переноса в этот разряд P(2) (рис. 2.2.7.), схема С(2) изображена на рис. 2.2.3. На поле С(3:25) происходит присвоение C(i) суммы B(i-1), инверсии A(i-1) и переноса P(i)(схема для С(i) на рис. 2.2.6., а для P(i) на рис. 2.2.7), где i = 3-25. Но перенос P(25) определяется иначе, на основе схемы рис. 2.2.11. На поле С(26) происходит подобная операция (С(26):=А(25)+В(25)) только без учета переноса, так как его не может быть (С(26) – последний разряд), схема дана на рис. 2.2.10. В результате этой микрооперации слово С принимает следующий вид: С=01.1001010
Далее на входы управляющего автомата подается сигнал y2 и сигналы логических условий
=0 и 
=1. Тогда при поступлении сигнала из ГСИ и сигнала Y2 триггеры управляющего автомата переходят в состояния: T1=0, T2=1, T3=0, T4=1, что на выходе дешифратора соответствует сигналу Y5, под действием которого в операционном автомате выполняется микрооперация y5 (см. общую схему).При этой микрооперации значения полей С(1) и С(2) не меняются, см. соответственно рис. 2.2.1.и рис. 2.2.3. Разрядам полей С(3:25) и С(26) присваивается значение инверсии этих разрядов, что можно вычислить из схем на соответственно рис. 2.2.6. и рис. 2.2.10. Тогда в данном примере значение слова С будет таким: С=01.0110101
Далее, когда на входы управляющего автомата приходит сигнал Y5 и сигнал из ГСИ, триггеры управляющего автомата обнуляются, то есть T1=0, T2=0, T3=0, T4=0, а на выходе дешифратора вырабатывается сигнал Y0 (см. общую схему), который означает, что операционное устройство готово к выполнению следующего цикла операции арифметического сложения чисел с фиксированной запятой в обратных двоичных кодах.
Примечание.
В примере использовались восьмиразрядные слова А и В, а также девятиразрядное слово С , то есть полю С(3:25) соответствует поле С(3:8), а полю С(26) поле С(9).
Заключение
В данном курсовом проекте разработано операционное устройство, выполняющее операцию арифметического сложения чисел с фиксированной запятой в обратных двоичных кодах. Также приведена общая схема устройства, состоящая из двух главных частей: операционного автомата и управляющего автомата. В работе предполагалось, что вся информация, необходимая для выполнения операции (операнды А и В), была уже занесена в память устройства.
Литература
1. Проф. А. А. Эйлер, доц. Р. С. Ефимова, ст. преп. В. В. Жевержеева Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Арифметические и логические основы цифровых автоматов". Ленинград: ЛИИЖТ, 1983
2. Б. Г. Лысиков Арифметические и логические основы цифровых автоматов Минск: Высшая школа, 1980
Приложение
Прокрутка алгоритма операции приведена в таблице 20.
Таблица 20
| Пункт алгоритма | Выполнение микрооперации или вычисление лог. условия | Условие перехода | Пункт перехода | Коментарии |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | А:=0.0011101 В:=0.1010010 | Безуслов | 2 | Операнды с одинаковыми знаками (положительные) |
| 2 | П(1):=0 С(1):=0 | Безуслов | 3 | Обнуление |
| 3 | А(1)  1 | x1=0 | 5 | Проверка знака слова А |
| 5 | В(1) 1 | x2=0 | 8 | Проверка знака слова В |
| 8 | А:=0.0011101 + В:=0.1010010 С:=00.1101111 | Безуслов | 9 | Сложение А и В с занесением в С |
| 9 | С(2) 1 | x4=0 | 9.2 | Проверка знака слова С |
| 9.2 | С(2):=0 | Безуслов | 10 | Присвоение С знака А |
| 10 | Конец | |||
| 1 | А:=0.0011101 В:=0.1110011 | Безуслов | 2 | Операнды с одинаковыми знаками (положительные) с переполнением |
| 2 | П(1):=0 С(1):=0 | Безуслов | 3 | Обнуление |
| 3 | А(1)  1 | x1=0 | 5 | Проверка знака слова А |
| 5 | В(1) 1 | x2=0 | 8 | Проверка знака слова В |
| 8 | А:=0.0011101 + В:=0.1110011 С:=01.0010000 | Безуслов | 9 | Сложение А и В с занесением в С |
| 9 | С(2)=1 | x4=1 | 9.1 | Проверка знака слова С |
| 9.1 | П(1):=1 | Безуслов | 10 | Регистрация переполнения |
| 10 | Конец | |||
| 1 | А:=1.0011101 В:=1.1010010 | Безуслов | 2 | Операнды с одинаковыми знаками (отрицательные) |
| 2 | П(1):=0 С(1):=0 | Безуслов | 3 | Обнуление |
| 3 | А(1)=1 | x1=1 | 4 | Проверка знака слова А |
| 4 | В(1)=1 | x2=1 | 8 | Проверка знака слова В |
| 8 | А:=0.0011101 + В:=0.1010010 С:=00.1101111 | Безуслов | 9 | Сложение А и В с занесением в С |
| 9 | С(2)  1 | x4=0 | 9.2 | Проверка знака слова С |
| 9.2 | С(2):=1 | Безуслов | 10 | Регистрация переполнения |
| 10 | Конец | |||
| 1 | А:=1.0011101 В:=1.1110011 | Безуслов | 2 | Операнды с одинаковыми знаками (отрицательные) с переполнением |
| 2 | П(1):=0 С(1):=0 | Безуслов | 3 | Обнуление |
| 3 | А(1)=1 | x1=1 | 4 | Проверка знака слова А |
| 4 | В(1) 1 | x2=0 | 8 | Проверка знака слова В |
| 8 | А:=0.0011101 + В:=0.1110011 С:=01.0010000 | Безуслов | 9 | Сложение А и В с занесением в С |
| 9 | С(2)=1 | x4=1 | 9.1 | Проверка знака слова С |
| 9.1 | П(1):=1 | Безуслов | 10 | Регистрация переполнения |
| 10 | Конец |
Продолжение табл. 20