В.С. Мельников, А.В. Щеглов - Методические указания к курсовой работе, страница 2

[7, 10). Операпдонное описание является выражением алгоритма в терзщнах действий, выполняемых операционными элементами, — микроопершций. Позтому при описании внутренних переменных надо учитывать иметзцссся в распоряжении разработчика элементную базу. Зля упрощения операционного описания допускается вводить в него неотандартные элементы, нащшмер трехвходовые сумматоры или регистры, ооуществляшщне сдвиг на тт разрядов. Такие злементы должны быть опиоаны в виде программных модулей операционного описания.

При составлении операционного описания могут быть ныявлены неточности в решехщем алгоритме, которые потребуют либо изменения последовательности макрокоманд, либо включения новых микроксмазд. В атом случае исходный алгоритм обязательно испранляется. Таким образом, должно отрого соблюдатьоя однозначное соответствие схемы алгоритма н операционного описания. Если замечено хоть малейшее отклонение одного от другого, то соответствие должно быть восстановлено изменением либо схемы алгоритма, либо операционного описания.

При переходе от схемы алто(атма к операционному описанию не обходимо учитывать параллельность протекашцих в устройстве процессов. Зто обстоятельство заставляет особенно внимательно подходить к последовательной записи одновременно реализуеип операторов. для упрощения управлншщего автомата выделяют совместные, условно-зквивелентные и эквивалентные по управлению макрокоманды.

Операционное описание переписывают з терыинах эквнвалентных управляющих сигналов, учитывая, что условно-эквивалентные, сигналы формнруютан непосредственно в операционном автомате. 7 1.3.5. Пост ение опальной схемы опе онного автомата Функцкональная схема операционного автомата (ОА) должна включать 'набор операционных элементов, связи между нные, связи этвх элементов с входными н выходными шинамн устройства, связи с управлялщвм автоматом (УА). 1.3.6.

Пост е нк опальной схемы его автомата На этом этапе работы рекомендуетоя строить УА в двух вариантах - с жесткой н программируемой логикой. Прн построения УА с жесткой логикой можно использовать как иден классического синтеза конечных автоматов ) 13, 14 ), так н идеи реалвзепшн УА на счетчиках, распределителях импульсов н дешнфраторах [16). Выбор метода поотроення определяется вкусамн разработчика. Ллн построенвя управляющего автомата с жесткой логикой в ваде конечного автомата следует получить граф переходов и ныходов. Лля этого необходимо построить граф-схему алгоритма. На схеме в операторах преобразованвя указываютоя только управляюлие сигналы без перечволенвя выполняемых под нх воздействнем мккроопераций; в операторах перехода указываются только переменные условия перехода, а непранления переходов отмечаются значением этой переменной — О илн 1.

Переход от граф-схемы алгоритма к графу переходов н выходов автомата осуществляется в соответствии с методикой, изложенной в Г15). Он составляется как для автомата Мура, так н автомата Мили, после чего выбирается лучший автомат с меньшим числом состояний. Выбор метода адресации для УА с программируемой логикой определяется характером решающего алгоритма — отношением числа операционных макрокоманд к числу управлякщнх микрокоманд. Как .правило, лучшие результаты дает применение "естественной" адресации.

Тогда работа по созданию УА будет заключаться в построении стандартной структуры УА, выборе элементов и написании соответствующей микропрограммы. На атом этапе работ целесообразно рассмотреть и обсудить несколько вариантов форматов микрокоманд н выбрать оптимальный. 30 страниц формата А4. Записка должна включать следующие основные разделы, расположенные в порядке ныполненвя работы: 1) оглавление; 2) задание на проектнрованве; 3) ныбор направления решенвя; 4) схему алгоритма функционирования уатройотва; 5) операционное описание устройства; 6) функциональную схему операцнонного автомата; 7) функциональную схему управляющего автомата; 8) принципиальную схему устройства; 9) построение устройства в виде микропроцессорного вычислителя; 10) заключенна; 11) список использованной литерату)и.

Схемы алто)штмов и прннцнпвальные схемы должны выполнятьон в соответствии с требованиями ГОСТ в ЕСКЛ 1 36, 371. Все рисунки нумеруются и помещаются в эапвоке после первых ссылок на зтв ркоункв. Еолн рисунок выполнен на отдельном листе, то он помещается за странвцей текста, содержащей ссылку. В записке не допускаетоя сокращение слов, кроме общепринятых (ЭВМ, МП, ОЗУ, ПЗУ и др,). Все нестандартные аббревиатуры должны быть обязательно расшифрованы. Формулы, приводимые в запаске, могут иметь номера, на кото)ие можно осылаться в тексте. Номера резмещаются с правой стороны у кромки листа в круглых скобках.

Записка вкладывается в обложку нз ватмана н брошюруется. Лицевая сторона облсшкн является титульным листом н офорвляетоя так, как показано на рис. 1.2. Прн сквозной нумерации страниц в записке этот лист считается первой страницей. Титульный лист по)пысывается студентоы и преподавателем.

При оформлении работы в записке должен найти отражение не только наилучший вариант, но и материал, демонстрщрующнй весь путь движения к цели. Оформление запаски производятся по частям в порядке завершения работы над отдельными ее разделемн. 1.5. КАЛЕ))ПАРНЫЙ ПЛАН ВЫПОЛНЕНИН КУРСОВОЙ РАБОТЫ 1.4. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Куроовая работа оформляется в виде расчетно-пояснительной запвоки, включающей рукописный текст и графику обшды объемом 25- Руководство курсовой работой и ее органвзацвю ооуществляет кафедра. Календарный план является графиком работы студентов в кафедра строго следит за его выполнением. Каждый студент обязан один раз в неделю отчитываться перед преподавателем о проделанной рабо- те. Преподаватель екенедвльно определяет процент выполнения студентом курсовой работы. Эти данные нывешанаются на специальном стенде кафедры.

Примерный календарный план ныполывния работы раоочитан на 17 недель и приведен в табл. 1: Таблица 1 Защита куроовой работы происходит перед комиосаей, в которую обязательно входит и преподанатель-коноультант. Зашита монет осущеатвлятьая в присутатнии всей учебной группы. 2. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ФРОВОГО УСТРОЙСТВА На примере решения демонстрационной задачи покакем веоь путь выполнения курсовой работы от постановки задачи до получения принципиальной схеыы реального устройства. Первоначальная формулировка задания выглядит следующим образом: на вход уатройотва приходит 32-разрядный параллельный код А (1:32»; на выходе устройства сформировать код В(1:к), отобразающий чиоло единиц кода А, Такая формулировка является явно недостаточной.

Действительно, задание на преобразование кода А н код В требует дополнительной информеции: Рис. 1.2 1. Каков период Т поатуплення входных кодов, сколько времени отводится нз преобразование? Техническое решение естественно будет разным в случае разделения входных кодов интервалами в 100 нс, 1 мкс и 10 мкс. Коды могут поступать асинхронно после преобразования предыдущего коде в устройстве. Если значение Г не задается, то воино рассмотреть несколько вариеятов построения устройства, оценить их быстродействие и определить область их применения. 2, Каким образом аинхронизируется рзбота устройотвз с источником и потребителем информации? П)шмен, что источник входного кода гарантирует прввильнооть выстзвленной инфорнзции во время действия стробируцщего нмпульаа СТРОБ, е само устройотво подтверждает выдачу кода числя единичных символов генерацией импульса считывания УСЧИТ.

Здесь же решвется вопрос о выборе тактовой синхронизируцщей пооледовательности импульсов: или она будет общей для источника, устройства преобразования н потребителя информация (внешняя синхронизация), или она будет формироваться с помощью автономного генератора тактовых импульсов (ГТИ), уотановленного в разрабатываемом уотройатве (знутренняя синхронизация). Выберем внешнюю синхрониза"цию с чаототой ГТИ вЂ” 5 ИГц.

При внешней синхронизации необходимо уточнить привязку входных и выходных сигналов по отношению к тнктовой последовательности импульсов. Будем очитать, что смена кодов А и В осуществляется по положительному фронту импульсов ГТИ, длительность импульсов СТРОБ и УСЧИТ равна пе(шаху тактовой последовательности и полсццительные фронты зтих импульсов появляются вслед зн положительным фронтом импульоов ГТИ. 3. Каково отображение кода А в код В? Лля решения задачи необходимо устнновить однозначное соответствие между кодом В и кодом А.

Это соответствие определяется многими фикторнми: удобством оценки, необходимоотью передачи на уровне помех, требованиями использовзнвя кодов для обнаружения и направления ошибок, удобством индикации и многими другвми фекторнми. П)шмен, что выходной код В ( 1:к) — двоичный позиционный код, численный зквнвнлент которого равен числу единичных оиыволов кода А (1:32). Легко заметить, что максимальное число "единиц", равное 32 ° потребует формирования шестирнзрядного выходного кода В ( 1гВ), тик кзк (32)ГО = (100000)2 (32Л = 100000В) ° В качестве сопутстзуюцей можно рассмотреть задачу формирования выходного кода в двоично-десятичном представлении.

Разрядность прн 12 атом не изменится: потребуется тетрзда для формирования млндшей цифры (О - 9) и два двоичных разряди для представления ста)цзей цифры (О - 3). Представляет интерес введение контрольного разряда В 17 ) для проверки кода на четность (нечеткость) п1ш передаче по каналу связи. Итак, зздение на праектыровнние может быть вырекено в виде функциональной схемы и зпюр напряжения, изобреженных на рис.

2.1. угям г Рис. 2.1 Примем, что в разрабатываемом устройстве не требуется введения внутренней индикации, и не будем пока накладывать никаких ограничений нв потребляемую устройством мощность и, следовательно, на выбор оптимальной злементной базы. Эти вопросы могут быть решены при дальнейшей работе нзд видением. Разработка схемы устройства нзчиннется с глевного вопроозопределения метода построения устройства кнк комбинационного или кек регистрового. Согласно ведению устройство преобразует входной параллельный код в выходной, понтону оно может быть построено и как комбинационное, и кнк регистровое. Рассмотрим оба варианта, сравним слокнооть их реелиззции и определим область прыененкн.

2.2. КОМБИНАцИОННАН РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА При построении уотройства в виде комбинационной схемы надо решить зндачу синтеза системы шести логических функций 32 переменных. Эта задача достаточно слацна н в условиях ограниченного времени проектирования решена быть не может. К решению задачи можно подойти с позиций операционного оинтезз, построив устройство, резлизующее цепочку простых преобразований. Разобьем входной код на тзкие части, для кото)шх решение за- 13 дачи преобразования "числа единиц" в позиционный двоичный иод являетоя практически реализуемым.

Разобьем входной код на четыре части: А 11:32) = А (1:8). А (9:16). А (17:24). А ~25:32). Каждый байт преобразуется в чиоло единиц с помощьв цлйрового устройства, которое назовем преобразователем кода в будем обозначать через прг(1:4) ( 1 = 1,2,3,4). тогда В((:б) =ПРЯ:4).ПР2)(:4)-ПРЗ((:б) ПР ф:4). Будем формаровать оумму в два этапа - суммированием кодов ца)и преобразователей и суммированием полученных сумм; Р(ЯМ((0 "5) = ПР(((:4) .+ ПРЛ ((: 4), Р2.5М2[0:5)=ПРЗ((: ) ПРФ((:4) Ю~(:5)нЮМ10:5)=0р(ЯЮФ:9) Орг.ЛМ210:9). Здесь Р1 я Р2 — сигналы переноса 4-разрядных сумматоровоМГ и5М2. Функциональная схема устройства изображена на рис.