Московский Авиационный Институт

(технический университет)

Курсовая работа

по предмету

Вычислительные системы и МПТ

Выполнил студент группы 04-407: Клименко А.А.

Проверил преподаватель: Щеглов А.В.

Москва

2004г.

Содержание.

Задание……………………………………………………………………………………….3

Уточнение задания…………………………………………………………………………..3

Составление блок-схемы алгоритма функционирования устройства……………………5

Составление микропрограммы на языке операционного описания……...........................6

Функциональная схема устройства………………………………………………………...7

Операционный автомат.………………………………………………………………….....8

Управляющий автомат с жесткой логикой………………………………………...…........8

Управляющий автомат с программируемой логикой……………………………….........12

Список литературы…………………………………………………………………………..17

Задание

По шине А{1:32} в устройство поступает 32-разрядный параллельный код. Если код

чётный, то определить число пар единиц на разрядах с 1 по 16, если код нечётный,

то определить число пар единиц на разрядах с 17 по 32.

Уточнение задания

Для выполнения данной задачи необходимо устройство, имеющее один вход и один выход. На вход А{1:32} подаётся 32-разрядный сигнала. Необходимо определить количество пар единиц

на разрядах с 1 по 16 в случае чётного сигнала, и на разрядах с 17 по 32 в противном случае.

Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ1. Устройство подтверждает выдачу кода разности единиц во время действия генерируемого им импульса считывания УСЧИТ.

Выберем внешнюю синхронизацию.

Будем считать, что смена кода А осуществляется по положительному фронту импульсов ГТИ (генератора тактовых импульсов), длительность импульсов СТРОБ1, УСЧИТ равна периоду тактовой последовательности и положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом импульсов ГТИ.

Выходной код КОЛ{0:4}– 4 – разрядный т.к на 16 битах может быть максимум 15 пар едениц.

Если пар нет – то на выходе будет 0.

Представим функциональную схему и эпюры напряжения:

Временные диаграммы

ГТИ

СТРОБ

А

КОЛ

УСЧКОЛ

Алгоритм функционирования устройства.

Обозначения:

РГД{1:32} – регистр данных;

СЧСДВ{4:0} – счётчик сдвига регистра данных;

СЧКОЛ{4:0} – счётчик числа пар единиц;

Микропрограмма.

Микропрограмма ВЫБОР_РАЗРЯДОВ_И_РАССЧЁТ_ЧИСЛА_ПАР_ЕДЕНИЦ;

Переменные

входные: A{1:32}, СТРОБ;

внутренние: РГД{1:32}, СЧСДВ{4:0}, СЧКОЛ{4:0}

выходные: B{1:4} = СЧКОЛ{4:0}, УСЧИТ;

Признаки:

Р1 = СТРОБ;

Р2 = (РГД{1}=1);

Р3 = (СЧСДВ = 15);

Р4 = (РГД{1}=1 & РГД{2}=1);

Управляющие сигналы:

УЗАП, УН1, УН2, УСЧСДВ, УСЧКОЛ, УСДВ, УСЧИТ;

Процедура

М1 если Р1, то М1;

УЗАП: РГД{1:32}:= А{1:32};

если Р2, то М3;

УН1: СЧСДВ:=0;

M2 УСДВ: РГД:= РГД{2:32}.0;

если P3, то M3;

УСЧСДВ: СЧСДВ:= СЧСДВ + 1;

идти к М2;

М3 УН1: СЧСДВ:=0;

УН2: СЧКОЛ:=0;

М4 если Р4, то М5;

УСЧКОЛ: СЧКОЛ:= СЧКОЛ + 1;

М5 УСДВ: РГД:= РГД{2:32}.0;

если P3, то M6;

УСЧСДВ: СЧСДВ:= СЧСДВ + 1;

идти к M4;

M6 УСЧИТ: ;

конец.

Где УЗАП – сигнал устройства запоминания; УН – сигнал устройства накопления; УСЧСДВ, УСЧКОЛ – сигналы счетных устройств; УСДВ – сигнал устройства сдвига; УСЧИТ – сигнал устройства, генерирующего импульсы считывания.

Функциональная схема операционного автомата

Управляющий автомат с жесткой логикой.

Управляющий автомат построим с жесткой логикой. Конечный автомат может быть построен и как автомат Мура, и как автомат Мили. Построение графов переходов и выходов управляющего автомата осуществляется на основании граф-схем алгоритмов изображенных ниже.

Автомат Мура:

Граф автомата Мура:

Автомат Мили:

Граф автомата Мили:

Для построения автомата с жесткой логикой выберем автомат Мили, потому

как для него надо 3 триггера, а для автомата Мура 4.

Управляющий автомат с программируемой логикой.

Составим каноническую форму микропрограммы синтезируемого операционного устройства в виде таблицы:

Номер	Метка	Управляющие сигналы	Переход
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	М1 М2 М4 M3 M5 M6	УЗАП УН1 УСДВ УСЧСДВ УH1, УН2 УСЧКОЛ УСДВ УСЧСДВ УСЧИТ	если Р1, то М1 если Р2,то М3 если P3, то M3 идти к M2 если Р4, то М5 если P3, то M6 идти к M4 конец

В случае принудительной адресации строки 6 и 7, 13 и 14, 15 и 16 можно объединить. Тогда:

Номер	Метка	Управляющие сигналы	Переход
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14	М1 М2 М3 М5 М6	УЗАП УН1 УСДВ УСЧСДВ УН1, УН2 УСЧКОЛ УСДВ УСЧСДВ УСЧИТ	если Р1, то М1 если Р2,то М3 если P3, то М3 идти к M2 если Р4 то М5 если Р3 то М6 идти к M4 конец

Формат команды с принудительной адресацией имеет вид:

МК	УЗАП	УН1	УСЧСДВ	УСЧКОЛ	УСДВ	УН2	УСЧИТ	ХР1	ХР2
Разряды МК	1	2	3	4	5	6	7	8	9
МК	ХР3	ХР4	А3	А2	А1	А0
Разряды МК	10	11	12	13	14	15

Для естественной адресации имеем два формата микрокоманд:

Операционные МК	0	УЗАП	УН1	УСЧКОЛ	УСЧСДВ	УСДВ	УН2	УСЧИТ	–	–
Управляющие МК	1	ХР1	ХР2	ХР3	ХР4	А4	А3	А2	А1	А0
Разряды МК	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

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

Кодовые выражения микропрограммы для УА следующие:

Адрес	Разряды микрокоманд
00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111 10000	1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0	1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

С естественной адресацией.

С принудительной адресацией.