пояснительная записка (Курсовой проект (готовый) вариант 37), страница 3

S1 = ;

S2 = 0;

S3 = 0;

Для реализации схемы управления данного элемента используем элементы ИЛИ и ИЛИ-НЕ (требуется 1 микросхема К500ЛМ109)

4.9. Мультиплексор C.

Требуется организовать в соответствии с управляющими сигналами выбор подаваемых на вход Х АЛУ, поступающих с регистра С.

Для реализации 2-канального восьмиразрядного мультиплексора используем К155КП7. Объединяем стробирующие ( ) входы всех мультиплексоров. Первые входы каждого из мультиплексоров соединяем с входной шиной данных, вторые – с информационными выходами АЛУ.

В табл.12 приводятся значения подаваемых на входы управления сигналов в соответствии с управляющими сигналами.

Таблица 12. Управляющие сигналы мультиплексора А\С.

Управляющий сигнал	Операции		S3	S2	S1
у22 Y20 Y25 Y24 Y27 Y30 Y28 Y29	С := А С := А – В – 1 С:= А – В С:= В - А	0	0	0	0
y26	ЗнС := 1	0	0	0	1
	Покой	1	*	*	*

;

S1 = ;

S2 = 0;

S3 = 0;

Для реализации схемы управления данного элемента используем элементы ИЛИ и ИЛИ-НЕ (требуется 1 микросхема К155ЛЛ2 и 1 микросхема К155ЛЕ2)

4.10. Схема управления операндом Х.

Требуется получить элемент для модификации нулевого и первого бита данных, подаваемых на вход Х АЛУ по заданным сигналам. Для этого потребуются 2 селектора (2 схемы К500ИД164). Также требуется при заданных сигналах подавать на вход Х АЛУ значение 00000001. Для этого потребуется 2 схемы К500ЛМ101 и 2 схемы К500ЛМ102.

В табл.13 и 14 приводятся значения подаваемых на входы управления сигналов в соответствии с управляющими сигналами.

Таблица 13. Управляющие сигналы схемы модификации нулевого бита операнда Х.

Управляющий сигнал	Операции		S3	S2	S1
	Без модификации	0	0	0	0
Y23	ЗнА := ЗнВ	0	0	0	1

;

S1 = ;

S2 = ;

S3 = 0;

Для реализации схемы управления данного элемента используем элемент ИЛИ (требуется 1 микросхема К155ЛЛ2)

Таблица 14. Управляющие сигналы схемы модификации первого бита операнда Х.

Управляющий сигнал	Операции		S3	S2	S1
	Без модификации	0	0	0	0
Y23	ЗнА := ЗнВ	0	0	1	0

;

S1 = ;

S2 = ;

S3 = 0;

4.11. Схема управления операндом Y.

Требуется получить элемент для модификации нулевого бита данных, подаваемых на вход Y АЛУ по заданным сигналам. Для этого потребуются 1 селектор (1 схема К500ИД164). Также требуется при заданных сигналах подавать на вход Y АЛУ значение 00000001. Для этого потребуется 2 схемы К500ЛМ101 и 2 схемы К500ЛМ102.

В табл.15 приводятся значения подаваемых на входы управления сигналов в соответствии с управляющими сигналами.

Таблица 15. Управляющие сигналы схемы модификации нулевого бита операнда Y.

Управляющий сигнал	Операции		S3	S2	S1
	Без модификации	0	0	0	0
Y23	ЗнА:= ЗнВ	0	0	0	1

;

S1 = ;

S2 = ;

S3 = 0;

Для реализации схемы управления данного элемента используем элемент ИЛИ (требуется 1 микросхема К155ЛЛ2)

4.12. Триггеры управляющих шин.

Требуется получить элементы для хранения заданного уровня сигнала на управляющей шине в промежутке времени между определенными сигналами.

Для реализации данного операционного элемента используем 2 микросхемы К155ТМ2. Эта микросхема представляет собой два синхронных D-триггера, каждый из которых имеет свои асинхронные R и S входы, которые мы и будем использовать для решения поставленной задачи.

4.13. Буферные элементы.

Требуется получить элементы для ограничения взаимовлияния элементов через общую шину в отсутствие передачи данных с регистра С.

Для реализации данных операционных элементов используем микросхемы К155ЛН4. Соединяем входы D0, D1, D2, D3 с соответствующими информационными выходами. При подаче высокого напряжения на вход Е0, выдача сигнала Dn на выход Qn будет происходить при наличие низкого уровня на тактовом входе С.

Всего понадобится 4 микросхемы К500ЛП129

. Таблица 16. Управляющие сигналы буферного элемента.

Управляющий сигнал	Операции	E0	С	R
	Покой	0	*	*
Y116	ШВЫХ := С	1	0	*

4.14. Схемы сравнения.

Для реализации 8-разрядного компаратора используем 3 микросхемы К155ЛЕ1 и 3 микросхемы К155ЛР3. Для реализации 4-разрядной схемы сравнения с нулём потребуется 2 элемента микросхемы К155ЛЕ1 и 2 микросхемы К155ЛР3.

4.15. Переключатели.

Для реализации 8-ми переключателей используем любой восьмиразрядный двухпозиционный тумблер.

4.16. Дешифратор КОП.

Для дешифратора КОП используем 2 микросхемы К155ИД1, имеющие прямые выходы и два инверсных управляющих входа и , на которые для правильной работы устройства необходимо подать низкий уровень напряжения.

4.17. Программируемые логические матрицы.

Для реализации данного операционного элемента используются микросхемы К155РТ1 и набор логических элементов ИЛИ, ИЛИ-НЕ и И микросхем К155ЛЛ1, К155ЛЕ1 и К155ЛИ3 для реализации двухвыходового аналога ПЛМ вместо целой матрицы.

8. Структурная схема операционного автомата

Структурная схема операционной части вычислительного устройства разрабатывается на основе схем операционных элементов, обобщенной микропрограммы (Приложение №2 «Граф обобщённой микропрограммы»), списка микроопераций (Приложение №3 (таблица №1)), списка логических условий (Приложение №3 (таблица №2)) и Канонической структуры ОА, представленной в Приложении №5(«Каноническая структура ОА»).

При разработке структурной схемы учтены возможности конкретных микросхем, которые в дальнейшем будут использованы при разработке функциональной схемы операционной части вычислительного устройства. Также должна быть учтена необходимость выполнения некоторых служебных функций (выдача логических условий на входы устройства управления, проверка совпадения адреса устройства и адреса на адресной шине, выработка сигнала «Захват»). Кроме того, должна быть предусмотрена выдача на шину выхода служебных флагов (ГОТ, ЗАН, РЕЗ, ЗАПР, ПР). Триггеры установки этих флагов обозначены на структурной схеме как Т₁ – Т₅ соответственно

(ТРИГЕР—ФЛАГ)

TрГОТ – ГОТ

TрЗАН – ЗАН

TрРЕЗ – РЕЗ

TрЗАПР – ЗАПР

(ТРИГЕР-БИТ)

ТР1—Зн1

ТрЗн2—Зн2

К каждому регистру на данной схеме подводится набор, управляющих сигналов, которые определяют режим его работы. На входы мультиплексоров поступают сигналы из соответствующих им схем управления (см. пред. Пункт).

Все арифметические и логические операции должны выполняться в АЛУ, тогда как операции сдвига производятся в соответствующих регистрах.

Дополнительно введён счётчик для автономного от АЛУ подсчёта итераций цикла (см. пред. Пункт)

Само АЛУ управляется с помощью схемы управления, формирующей на основании управляющих сигналов yi наборы сигналов, поступающих на управляющие входы АЛУ (см. пред. Пункт). На этой же схеме показываются особенности формирования осведомительных сигналов хi.

Структурная схема операционного автомата представлена в Приложении №6 «Структурная схема операционного автомата».

9. Функциональная схема операционной части ВУ

Функциональная схема операционной и управляющей части ВУ проектируется на основании структурной схемы операционной части (схема «Структурная схема операционного автомата») и справочной литературы [2], [3].

В ходе проектирования функциональной схемы операционной части ВУ создается схема взаимодействия микросхем, выбранных для реализации схемы на базе общей шины. Операционная часть разрабатывалась для обработки слов длины 8 бит. Разрабатывались на детальном уровне схемы управления элементами схемы, формирующие сигналы, поступающие на входы элементов, на базе управляющих сигналов, которые поступают в операционную часть из управляющей части операционного автомата. С выходов операционной части осведомительные сигналы поступают на входы управляющей части ОА. Реализация основных элементов структурной схемы (схема «Структурная схема операционного автомата») в рамках выбранной элементной базы (серия микросхем К555, К155) поясняется ниже.