В.С. Мельников, А.В. Щеглов - Методические указания к курсовой работе

° Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КаИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСНИй ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОАВПИИ АВИАПИОННЫй ИНСТИТУТ ииеви СЕРГО ОРЛИОНИНИДЗЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К НУРСОВОй РАБОТЕ ПО ЛИСПИПЛИНЕ "ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТНй И МЯРОПРОПЕССОРНАЯ ТЕХНИКА" Утверждено на зааедании редоовета 1В октября 1990 г. Мооква Издательство МАИ 1991 1.2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ Мельнвков Борис Сергеевич Щеглов Александр Васильевич Редактор Г.Н.

Борисова Техн. редактор В.Н. Горячева © Московский авиационный институт, 1991 М-545 УДК: 681.325.5:621.382.049.77+681.322(075) Авторы-составители: Б.С. Мельников, А.В. Щеглов Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Вычисли- тельные системы н микропроцессорная техника" / Азт.-сост.: В,С.

Мельников, А.В. Щеглов. — М.: Изд-зо МАИ, 1991. - 16 с.: ил. Методические указания предназначены для студентов факультета радиоэлектроники летательных аппаратов, выполняхших курсовую работу по дисциплине "Вычислительные системы и микропроцессорная техника".

Определяются цели и задачи работы, направленные на закрепление у студентов знаний и навыков по построению цифровых устройств на современной элементной базе, порядок выполнения работы, требования к оформлению записки и порядок защиты. Рассматривается пример построения цифрового устройства, на котором демонстрируется подход к выполнению курсовой работы. МЕТОДИЧНО)6)Е УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСПИПЛИНЕ "БЫЧИСЛИТЕАЬННЕ СИСТИЗЫ И МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА" Подписано в печать "5.~'6Л1 Бум. офсетная.

Формат 60х84 1/16. Печать офсетная Уел. печ. л.2,09 . Уч.-изд. л. 2,12. Тирзи 500 Зак.2431 / 176. Пена20 к. Типография издательства МАИ 125871, Москва, Волоколамское шоосе, 4 1. ТРЕБОВАНИИ К ВНПОАНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ОВ РАБОТЫ 1.1, ЦЕКБ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Курсовая работа цо диоциплине "Вычислительные системы и микропроцессорыая техника" опоообствует развитию у отудевтов навыков проектировааия цифроных устройств на современной злемеытной базе (БИС к макропроцессорах). Она помогает закрепить полученлме ранее теоретические зыазля по оптимальному поотроению разрабатываемых устройств и микропроцессорных нычиолителей и прзменеяи» этих знаний для решения неотандартных задач, ранее не опиоанных в литературе.

Необходвмо не только построить реальное работепцее устройство, но и доказать, что зто уатройотво, в некотороы смысле, яиляетоя наилучшим - наиболее просто решвхшим поставленную задачу, понтону многовариантность решения является обязательным условием, позволяхшим достигнуть поотавленной в работе цели. Задание выдается в течение первой недели преподавателем-консультантом на вводной лекции, на которой кзядый студент получает индивидуальное задание на курсовую работу. В заданыи указывается дата выдачи и зашиты работы, п1шволнтся иох<ппзле даняые к разрабатываемому устройству. Всякое цифровое уотройство алукит для преобразования входной информации в выходную, позтоыу содерканием главной части задании является описание входной, ныходной информации и требуемого закона преобразования.

Возмсшны формы задания в виде: словесной формулировки, формулы преобразования, таблиц или графьков, зпюр нзлрякений, схемы алгоритма и др. Как правило„ главная часть задания сопровскдаетоя вспомогательными требованиями к проектируемому устройству. К ним мокно отнести: 1) быотродейотзве, время задеркки на формирование выходных сигналов и тактовую частоту уатройотва; 2) опоооб сннхроывзецнн с лоточником н потребителем информацнн; 3) наличие внутренней индикации; 4) способы схемного самоконтроля работоспособности уотройства; 5) потребляемую моцнооть; 6) ограннчення в выборе элементной базы; 7) наличке элементов ручного Управлення - кнопок, тумблеров, переключателей; 8) характер пнтання (автономное, общее); Э) нннцналнзацню устройства прн включении питания и т.д.

Некоторые вопомогательные требования могут не указываться. В этом случае студент лабо уточняет этн требования вместе с преподавателем, либо аргуыентнрованно выдвигает эти требования самостоятельно. Основная группа тем, выдаваемых преподавателем, сзывала с разработкой специализированных устройотв обработки ннформацан с разлвчнымн вазонами преобразования входных иодов в выходные. Например, тены могут быть сформулированы следуюшдм образом: 1.

На вход уотройства приходит код А( 1:64). Определвть в этом коде комбинации вида 11011 н установить номера разрядов, где расположены нули этих комбинаций. 2. Дан параллельный код А 4 1:64). Разработать устройство, формнрунщее разность числа единиц н нулей кода, н выразить зту равыоать в прямом коде. Этот опкоок можно продолжать другими темемв, в которых задаются различные законы преобразованзя кодов. Напрыер, возможна разработка уотройств для определения числа одннакожх кодов вз ста прнх<дящнх на его вход параллельных копов, кода с максимальным чноловмм эквввалентоы среди множества двоичных позиционных кодов ао знаком нлн без него н т.д. Вое этн темы овязаны с задачами специального вида обработки входной ннформацвн. Наряду с ннмн могут выданаться темы, связанные с разработкой отделъных узлов ЭВМ: арзфиетнческнх устройств, множительных' устройств с раэлнчнымн сыособамл выполнения умножения, преобразователей десятичной ннформацнв в двончную и обратно, интерфейсных устройств ввода-нывода информации и связи с внешними устройствами (преобраэователямн аналог-код, код-аналог, исполнительными устройствами и т.д.).

Некоторые студенты самостоятельно изготавливают персональные комсьютеры. В этом случае тема задания может отра- 4 кать ннтереоы студента в атой области а содержать разработку узлов этого компьютера. Тема задания мочат определяться также н тематикой научно-носледователъской работы студентов на кафедрах клн СКБ, еолв она связана о яостроеннбм цнфровых нычналнтелей н по овоему уровню не ниже стандартного задания на проектнрованве по дясцзплнне "Вычнолительные анстеыы н мнкропроцеарорнзя технвка". 1.3. ПОРЯДОК ЫЫПСЛНЕНИН КУРСОВОЙ РАБОЮ Работа с учетом многовариантности цоатроення устройотва включает з себя следувщне этапы.

На этом этапе работы студент должен проанализировать задание ° уточнить сведения о характеристиках н параметрах проектируемого устройства н определить дополнительную информацию, необходимую для реализации устройства в ниде техняческого макета. Эта чаоть работы является наиболее ответственной, так как в правильной постановке задача содержится 50й ее решения.

1.3.2. Выбо нвп ензя и обо ение ва тов шелия з ачн Прежде всего необходимо решить, к какому клаосу относятся разрабатываемое устройство — к классу комбвнацнонных нлн к клаооу регистровых (автоматных) устройств. Если оыо может быть построено как в комбинационном, так н регистровом исполненна, то выбор нетода реалнэацзн должен быть предельно полно обоснован. Допустима в двойная реализация устройотва о последующим сравнительным аналнзом вариантов в курсовой работе.

Прн регистровом методе реализации цифрового уотройотва необходимо обосновать выбор одного оптнмалъного варванта нз нескольких возможных вариантов. Сравнение варвантов в выбор простейшего решения может производиться на различных этапах: составления схемы алгоритма, операционного опноання уотройства, разработкд функциональной, а также щинцнпвальной схемы устройства. Возможна реалнзацзя несколькнх вариантов с последуюлнм сравзщтельным анализом ' в конце курсовой работы. Рекоыендуется в качестве одного нз направленый регнотровой реализации использовать стандартную структуру микропроцессорного вычислителя на КР580ВМ80, для которой в обязательном порядке ооатазляется программа на языке ассемблера [17, 18). Могут бить исцользованы макропроцессоры К181СВМ86, К1810ВМ88, КР1821ВМ85 [19, 22( а др. Программа отлакиваетоя на персонвльлых ЗВМ, микроЗВМ или на лабораторной микроЗВМ "Мнкролаб".

В пооледнем олучае ассемблерная программа вручную транслируется в программу на машинном языке в систеые команд микропроцессора КР580ВМ80. Обсуждение вараентов решения ведетоя в оловесной форме, общей для различных методов техначеского решения задача. При необходимоста могут привлекаться методы задавая комбиназщонных схем, алгоритмичеоние и языковые средства опасении фузкционированвя операционных уотройств.

1.3.3, Составление схемы алто тма жиюж ЖМЕМ Юнец Рис. 1.1 Желательно, чтобы в операторах преобразования и переходов имена шин и операционных элементов попользовались явно. условия переходов должны запиоываться содержательно в виде логических или арифметических вырежеяий, а не в виде переменной, обозначаемойРс . Иопользование идентификаторов допуотимо, если они являются именами раз1шдов устройств или шин. При соотавлениа схемы алгоритма целе- Первоначальное формализованное описание функцаонированая устройства выполняетоя с помсщьш схемы алгоритма. Она включает в себя совскупнооть операторов преобразованвя и операторов перехода (рво. 1.1). Схема начинается с оператора "Начало", которнй может обозначать включение уотройства, инациализацню начального соотояния, начало обработка входных сигналов и т.д., и завершается оператором "Конец", кото)шй может обозначать скончание обработки очередного када, переход в ражим озадания, выключение уотройотва и т.д.

Рекомендуется использовать операторы переходов на два направления, хотя применение переключателей на большее число переходов также допустнмо. На степень детализации алгоритма никаких ограничений не яаклалывается, необходимо следить лишь за тем, чтобы разветвлеюя и циклы проявляли оебя в схеме алгоритма явным образом. сообразно отделять действия, выполняеыые человеком-оператором, от действий, выполняемых уотройством управления, тзк как только нос леднне требуют технической реалазации. Если разрабатывается несколько алгоритмов, то их представление должно быть предельно идентичным, поскольку только в этом случае можно качественно и количественно сравнавать предлагаеыые решения.

1.3.4. Составление опе онного о сания Операционное описание сантезируемого уотройства аостзкляется на учебном языке оперзгдонного описания (УЯОО). Возможно использование языков описания цифровых уотройств и языков регистровых передач, применяемых для моделирования сложных цифровых устройств.— таких, как языкиСЮЬ,ЛЧ.