ЛР ОЭ на базе регистра (Методические материалы по курс.работе)
Описание файла
Файл "ЛР ОЭ на базе регистра" внутри архива находится в папке "Методические материалы по курс.работе". Документ из архива "Методические материалы по курс.работе", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "электронные вычислительные машины (эвм)" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "эксплуатация эвм" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "ЛР ОЭ на базе регистра"
Текст из документа "ЛР ОЭ на базе регистра"
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Московский государственный технический Университет им. Н.Э.Баумана
Операционные элементы на базе универсальных регистров
Методические указания к лабораторной работе по курсу
"Архитектура ЭВМ"
Москва 2002 г.
1. Теоретическая часть.
Табличная запись и построение булевых функций с большим числом переменных.
При проектировании операционных элементов (ОЭ) реализуемую ими булеву функцию часто описывают в виде сокращенной таблицы.
| Управляющие входы | Выход Z | Такая таблица характеризует работу |
| Y1 Y2 В остальных случаях | А1 А2 0 | операционного элемента следую-щим образом. |
Если У1 = 1, то на выходе Z должно быть значение, соответствующее значению переменной А1.
Если У2 = 1, то на выходе Z должно быть значение, соответствующее значению переменной А2. Причем, переменные У1 и У2 не могут одновременно быть равными «1», т.е. У1ΛУ2=0.
Описанный в таблице операционный элемент (ОЭ) имеет 4 входа (У1,У2,А1,А2) и один выход Z.
у
ОЭ
1 у 
2
А1 Z
А2
Составим таблицу истинности в соответствии с таблицей работы ОЭ. При построении таблицы истинности необходимо учесть, что У1ΛУ2=0.
| Y1 | Y2 | A1 | A2 | Z | СДНД |
| 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 | 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 | 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 | 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 | 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 | * * * * |
По таблице построим СДНФ функции Z:
__ __ __ __ __ __ __ __ __ __
Z= y1y2A1A2+ y1y2A1A2+ y1y2A1A2+ y1y2A1A2= y1y2A2(A1 + A2) + y1y2(A1 + A2)*A1
__ __
= y1y2A2+ y1y2A1
___ ___
Теперь найдем, чему равны У1У2 и У1У2 :
__ ___ __
У1У2 = У1У2 + У1У2 = У2 (У1 +У2) =У2
__ ___ __
У1У2 = У1У2 + У1У2 = У1 (У1 +У2) =У1
Таким образом :
Z = Y1A1 + Y2A2
Следовательно, если булевая функция задана в виде сокращенной таблицы, то для построения функции в аналитической форме можно обойтись без использования полной таблицы истинности.
Полученные результаты можно распространить на операционные элементы с произвольным числом входов и выходов.
Например, пусть операционный элемент должен выполнять m микроопераций: Y1,Y2,…,Ym и формировать на выходе n - разрядное слово С(1:n).
| Управляющий сигнал | Микрооперация | Выходное слово | |||
| С1 | С2 | - - - - - - | Сn | ||
| Y1 Y2 Ym | C:=φ1(A1,…,Ak) C:=φ2(A1,…,Ak) C:=φm(A1,…,Ak) | Z11 Z21 Zm1 | Z12 Z22 Z1m | Z1n Z2n Zmn | |
| В остальных случаях 0 0 0 0 | |||||
Таблица состоит из m строк, соответствующих микрооперациям Y1,Y2,…,Ym и n, столбцов, соответствующих разрядам выходного слова С(1:n).
На пересечении i – той строки и j – того столбца указывается значение Zij, которое должно присваиваться переменной Сij (j- му разряду слова С) при выполнении микрооперации Yi.
Значение Zij определяются результатами микрооперации Yi. Значение Zij может быть константой (0 или 1) или переменной.
В этом случае операционный элемент будет описываться системой булевых функций вида:
m
Сj = V Yi Zij j = 1,2,…,n
i=1
Так как микрооперации Y1,Y2,…,Ym несовместимы, то в любой момент времени только один из управляющих сигналов Yi=1, а остальные сигналы в это время имеют нулевые значения. Поэтому выходной переменной будет присваиваться результат только одной микрооперации, выделяемой сигналом Yi. Если все Yi =0, то Сj=0.
Использование сокращенных таблиц для описания операционных элементов вместо таблиц истинности позволяет существенно упрощать и сокращать их описание и получение булевых функций.
Так, например, если операционный элемент должен выполнять Р микроопераций над К - разрядными словами, то таблица истинности должна содержать 2р строк , а сокращенная таблица – только Р.
Мультиплексоры.
Мультиплексоры используют для подключения нескольких входных шин к одной выходной, либо для выдачи констант на выходную шину.
A(0:3)
510 
В(0:3)
C(0:3)
Пусть мультиплексор должен осуществлять следующие передачи информации в шину А. В этом случае работу мультиплексора можно описать таблицей.
| Управл. Сигнал | Микрооперация | Сигналы на шине | |||
| А0 | А1 | А2 | А3 | ||
| У1 У2 У3 | A:=510 A:=B A:=C | 0 B(0) C(0) | 1 B(1) C(1) | 0 B(2) C(2) | 1 B(3) C(3) |
| В остальных случаях | 0 | 0 | 0 | 0 | |
В соответствии с таблицей сигналы на шине А опишутся булевыми функциями:
А(0) = У2В(0) + У3С(0)
А(1) = У1+ У2В(1) + У3С(1)
А(2) = У2В(2) + У3С(2)
А(3) = У1 + У2В(3) + У3С(3)
По булевым функциям построим комбинационную схему мультиплексора:
& 1
&
& 1
&
B(0) B(2) Y2
C(0) Y2
A(0) A(2)
C(2)
Y3 Y3
& 1
&
& 1
&
B(3)
A(3)
B(1) A(1)
C(3)
C(1)
Y1
В интегральных системах элементах предусмотрены специальные элементы – мультиплексоры. Условное графическое обозначение (УГО) мультиплексора на 8 входов приведено на рис.
Здесь:
D0- D7 - информационные входы мультиплексора
S0, S1, S2 - управляющие входы мультиплексора, обеспечивающие подключение одного из информационных входов D0- D7 к выходу F.
F - вsход мультиплексора
C - управляющий вход, разрешающий выдачу информации из мультиплексора на выход F.
Мультиплексоры в интегральном исполнении осуществляют обычно подключение 8 или 16 линий на одну.
Выбор подключаемой линии производится встроенным дешифратором, соответственно с 3 или 4 входами. (S0, S1, S2).
D0 мх
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
F
S0
S1
S2
C
