Московский Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции

Авиационный Институт имени Серго Орджоникидзе

Кафедра: 403.

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

“Вычислительная техника и микропроцессорная техника”

Выполнила

студентка группы: 04-409 __________ Деева Н.В.

Консультировал: ___________ Щеглов А.В.

Москва 2001г.

Оглавление

Расчетно-пояснительная записка

Оглавление

Задание на проектирование.

Уточнение задания.

Схема алгоритма функционирования устройства.

Операционное описание устройства.

Построение функциональной схемы устройства.

Упарвляющий автомат с жесткой логикой.(Мура)

Управляющий автомат с жесткой логикой (Мили)

Управляющий автомат с программируемой логикой.

Функциональная схема ………………………………………………………

Построение принципиальной схемы.

Библиографический список.

Задание на проектирование.

Вариант № 3.

По шине A{8:1} побайтно приходят два 128-разрядных кода: сначала байты первого, затем байты второго. Определить код, в котором единичных символов больше. Посчитать разность единиц и выдать ее в прямом коде.

Уточнение задания.

В результате анализа исходного задания необходимо уточнить входные и выходные сигналы, способ синхронизации, сокрость прихода кода ( время на обработку данных, вывод результатов ), выбор тактовой частоты.

Для упрощения схемы и упрощения сопряжения устройства импульсы используются от внешнего генератора импульсов (ГИ).Два параллельных входных кода обрабатываются одновременно ,проверяем на наличие комбинаций 01 , 10 ,

00, 11. Комбинации 00 и 11 не влияют на изменение разности. РЕ – семиразрядный

код (один разряд используется для знака ) Знак определяет в каком коде больше единичных символов.

По окончанию вычисления на выход поступает информация в прямом коде и формируется сигнал готовности считывания (УСЧИТ). Функциональный вид устройства приведен на следующей страничке

Схема алгоритма функционирования устройства.

Схема алгоритма функционирования устройства представленна на рис.3. Где РГД- 8-разрядный сдвиговый регистр с параллельным вводом/ выводом информации. СЧБ- 4-и разрядный счетчик байтов. СЧЕ – 9 разрядный реверсивный счетчик единичных символов. А – 8-разрядная входная шина. Выходными данными является данные СЧЕ.

Начало

СЧЕ=0

СЧЕ=31

нет

Строб

есть

СЧБ=СЧБ+1

РГД=А

нет “ 0 ”

РГД=0 РГД(8)

Да “1”

Нет нет да

СЧБ=31 СЧБ>15

да

нет

СЧЕ{8}=1 СЧЕ=СЧЕ+1 СЧЕ=СЧЕ-1

да

СЧЕ=СЧЕ-1 сдвиг РГД влево

на разряд

B{9:1} = СЧЕ(8)*СЧЕ+

+ СЧЕ(8 ) * (8. СЧЕ{7:0} )

Формирование

УСЧИТ

Конец

Рис.3.

Операционное описание устройства.

Текст микропрограммы синтезируемого устройства составляется на учебном языке операционного описания (УЯОО).

Операционное описание является выражением алгоритма в терминах действий, выполняемых операционнвми элементами, -микроопераций. При описании внутренних переменных надо учитывать имеющуюся элементарную базу.

Текст микропрограммы синтезируемого устройства приведен ниже:

Микропрограмма: Счет.

Переменные

Входные: A {8:1}, Строб

Внутренние: РГД {8:1}, СЧЕ {8:0}, СЧБ {4:0}

Выходные: B{9:1} = СЧЕ(8)*СЧЕ+ СЧЕ(8 ) * (8. СЧЕ{7:0} ) , УСЧИТ

Пизнаки

Р1 = Строб

Р2 = РГД {8:1} = = 0

Р3 = РГД (8) = = 0

Р4 = СЧБ > 15

Р5 = СЧБ = = 31

Р6 = СЧЕ(8) = = 1

Процедура

УН: СЧЕ = 0, СЧБ = 31;

М1 если Р1 то М1;

УСЧБ: СЧБ = ЧСБ + 1;

УЗАП: РГД = А;

М2 если Р2 то М4;

если Р5 то М1;

если Р6 то М3;

УСЧМ: СЧЕ = СЧЕ – 1;

М3 УСЧИТ: идти на конец;

М4 если Р3 то М6;

если Р4 то М5;

УСЧП: СЧЕ = СЧЕ + 1;

Идти к М6

М5 УСЧМ: СЧЕ = СЧЕ –1;

М6 УСДВ: РГД = РГД {7:1}.0;

Идти к М2

Конец.

Схема формирует 6 осведомительных сигналов, использует 7 управляющих сигналов.

Микропрограмма может быть упрощена, так как имеет совместные сигналы УЗАП и УСЧБ. Модифицированный вариант микропрограммы представлен ниже.

Микропрограмма: Счет.

Переменные

Входные: A {8:1}, Строб

Внутренние: РГД {8:1}, СЧЕ {8:0}, СЧБ {4:0}

Выходные: B {9:1} = 8*СЧЕ {8:0} + 8* ( 8. СЧЕ {7:0} ) , УСЧИТ

Пизнаки

Р1 = Строб

Р2 = (РГД(8)+ РГД(7)+ РГД(6)+ РГД(5)+ ГД(4)+ РГД(3)+ РГД(2)+ РГД(1) )

Р3 = РГД (8)

Р4 = СЧБ (4)

Р5 = ( СЧБ(4)* СЧБ(3)* СЧБ(2)* СЧБ(1)* СЧБ(0) )

Р6 = СЧЕ (8)

Процедура

УН: СЧЕ := 0, СЧБ:= 31;

М1 если Р1 то М1;

УЗАП: СЧБ := ЧСБ + 1;

РГД := А;

М2 если Р2 то М4;

если Р5 то М1;

если Р6 то М3;

УСЧМ: СЧЕ := СЧЕ – 1;

М3 УСЧИТ: идти на конец;

М4 если Р3 то М6;

если Р4 то М5;

УСЧП: СЧЕ := СЧЕ + 1;

Идти к М6

М5 УСЧМ: СЧЕ := СЧЕ –1;

М6 УСДВ: РГД := РГД {7:1}.0;

Идти к М2

Конец.

Сигнал УН служит для подготовки внутренних пременных. УЗАП для загрузки входных данных в регистр, а так же увеличения счетчика байтов (СЧБ). Сигналы УСЧП и УСЧМ служат для увеличения и уменьшения (соответственно) счетчика единичных символов (СЧЕ). Сигнал УСДВ формирует сдвиг регистра влево на один разряд и запись 0 в младший разряд.

Построение функциональной схемы устройства.

Функциональная схема операционного автомата, составленная в соответствии с модифицированной микропрограммой и алгоритмом представленна на рис.4.

A {8:1} 8 8 РГД{8:1}

/ РГД / 1 & &

УЗАП

УСДВ РГД{8}

СЧЕ 1

УН B{9:1}

УСЧП +1 СЧЕ {8:0}

С троб УСЧМ -1

СЧЕ(8)

УН СЧБ СЧБ{4:0}

1

УЗАП

СЧБ (4)

Р1 Р3 Р2 Р4 Р5 Р6 УСЧИТ

УЗАП УСЧП УКОР

УН УСДВ УСЧМ

Рис.4.

Для управляющего автомата используется 6 осведомительных сигналов, управляющий автомат выдает 7 управляющих сигналов.

Упарвляющий автомат с жесткой логикой.

Управляющий автомат с жесткой логикой реализуется в виде классического конечного автомата. Конечный автомат может быть построен и как автомат Мура, и как автомат Мили. Будем строить управляющий автомат как автомат Мили.

Алгоритм работы управляющего автомата передставлен на рис.5.

Начало

а0

Р1

УЗАП

а1

1 1

Р2 Р3

0 0

0 Р5 0 Р4 1

0

1 Р6 УСЧП УСЧМ

0

УСЧМ

УСЧИТ УСДВ

а0

Конец

Рис.5.

Граф-схема переходов автомата Мили изображена на рис.6.

Р2* Р5 Р2*Р3 / УСДВ

Р1

Р1 / УЗАП Р2* Р3*Р4 / УСЧП, УСДВ

а0 а1

Р2*Р5* Р6 /

/УСЧМ, УСЧИТ Р2* Р3* Р4/ УСЧМ,УСДВ

Р2*Р5*Р6 /

УСЧИТ

Рис.6.

Управляющий автомат с программируемой логикой.

Составим каноническую форму микропрограммы синтезируемого операционного устройства в виде таблици 1.

Таблица 1.

Номер	Метка	Управляющие сигналы	Переход
0	М1		если Р1 то М1
1		УЗАП
2	М2		если Р2 то М4
3			если Р5 то М1
4			если Р6 то М3
5		УСЧМ
6	М3	УСЧИТ
7			идти на конец
8	М4		если Р3 то М6
9			если Р4 то М5
10		УСЧП
11			Идти к М6
12	М5	УСЧМ
13	М6	УСДВ
14			Идти к М2
15			Конец.

В случае принудительной адресации стороки 6 и 7, 10 и 11, 13 и 14 можно объединить, тогда таблица становиться на 3 строки короче, таблица 5.

Таблица 5.

Номер	Метка	Управляющие сигналы	Переход
0	М1		если Р1 то М1
1		УЗАП
2	М2		если Р2 то М4
3			если Р5 то М1
4			если Р6 то М3
5		УСЧМ
6	М3	УСЧИТ	идти на конец
7	М4		если Р3 то М6
8			если Р4 то М5
9		УСЧП	Идти к М6
10	М5	УСЧМ
11	М6	УСДВ	Идти к М2
12			Конец.

Формат команды с принудельной адресацией имеет вид:

УЗАП

УСЧМ

УСЧИТ

УСЧП

УСДВ

ХР1

ХР2

ХР3

ХР4

ХР5

ХР6

А3

А2

А1

А0

Для естественной адресации имеется два формата команд:

0	УЗАП	УСЧМ	УСЧИТ	УСЧП	УСДВ	-----	-----	-----	-------	-------
1	ХР1	ХР2	ХР3	ХР4	ХР5	ХР6	А3	А2	А1	А0

Первый разряд формата микропрограммы УА с естественной адресацией определяет признак микрокоманды: 0- операционная микрокоманда, 1- управляющая.