Методические указания для КР (1058293)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

«СИНТЕЗ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ »

по курсу «МИКРОПРОЦЕССОРЫ В УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМАХ».

Внедрение интегральных микросхем (ИМС) со средним уровнем интеграции позволяет применить новые методы логического проек­тирования. Обычно логическую функцию получают в виде уравнения или таблицы истинности. Эту функцию минимизируют, например, с помощью карт Карно, а затем реализуют с помощью ИМС с малым уровнем интеграции. Однако когда логическая функция реализуется с помощью ИМС со средним уровнем интеграции, таких как мультиплексоры, она выражается в каноническом виде (т.е. в любой терм булевой функции входит каждая из переменных или ее отрицание) и реализуется непосредственно, без минимизации.

Стоимость логического устройства приблизительно пропорциональна числу интегральных схем, содержащихся в нем. Таким образом, чтобы удешевить устройство, необходимо минимизировать число ее физических блоков. Поэтому при разработке логических схем следует искать средства замены большого числа ИМС с малым уровнем интеграции одной или более ИМС со средним уровнем интеграции.

Часто предпочтительнее использовать стандартную ИМС со средним уровнем интеграции, чем проектировать схему на ИМС с малым уровнем интеграции, несмотря на то, что в результате появляются избыточные или неиспользованные логические элементы.

Мультиплексированием называют процесс передачи данных от нескольких источников по общему каналу. Любое устройство, осуществляющее на передающей стороне операцию сведения данных в один канал, принято называть мультиплексором (рис.1).

Рис.1

Помимо операции мультиплексирования мультиплексоры могут выполнять операцию селектирования данных из определенного, указанного адресным кодом, источника, а также операцию коммутации сигналов. По ECKD мультиплексор обозначается MUX , селектор –

S L , мультиплексор-селектор – MS . Кроме того, мультиплексор применяют в качестве параллельного сдвигателя, для передачи слова прямым или обратным кодом в зависимости от управляющего уровня, в качестве универсального логического элемента для реализации любой функции числа аргументов, равного числу управляющих входов мультиплексора.

Мультиплексор в качестве, универсального логического элемента (генератора логических функций)

Уравнение мультиплексора с четырьмя информационными входами и, следовательно, двумя управляющими входами имеет вид

где D₀ , D₁ , D₂ , D₃ - информационные входы мультиплексора;

А, В - управляющие входы мультиплексора.

Двоичные переменные, подаваемые на управляющие входы, могут быть выделены как множители из любой функции “n" переменных, после чего функции (n - 2) переменных могут быть поданы на информационные входы.

Н апример, если n = 3, т.е. y = f(x₂, x₁, x₀) , то на каждый из информационных входов могут поступать четыре функции одной переменной. Пусть управляющими переменными будут x₂ и x₁. Тогда на информационные входы могут поступить сигналы x ₀ и ₀, 0 и 1. В общей сложности существует 4⁴ = 256 возможных комбинаций четырех входных сигналов, и мультиплексор с четырьмя информационными входами может воспроизвести любую из 256 возможных двоичных функций трех переменных. Для мультиплексора с четырьмя входами возможно три сочетания управляющих переменных (x₂x₁, x₂x₀, x₁x₀), эти комбинации можно поставить в соответствие отдельным информационным входам (рис. 2, а - в).

а б в

Рис. 2

Например, когда управляющими является переменные x₂ и x₁, входу D₀ соответствуют клетки карты Карно, для которых x₂ = 0, x₁ = 0, т. е. две верхние левые клетки. Фактически карта Карно для трех переменных разбивается на четыре двухклеточные карты Карно для одной переменной. Каждая из этих двухклеточных карт Карно ставится в соответствие входной информации.

В качестве примера рассмотрим реализацию функции трех переменных:

с помощью мультиплексора с четырьмя входами.

Сначала функцию изобразим на карте Карно (рис. 3,а).

X1X0 X2	00	01	11	10
0		1	1	1
1			1

а

0 0 0

x₀ x_{1 0}

1 1 x₂

0 0 x₂

x₀ x_{1 1}

x₂ x₂ x₁

x₁ x₀ x₀

б в г

Рис. 3

П роизвольно выберем управляющие переменные, например x₂ и x₁. Затем минимизируем набор из четырех функций от одной переменной, соответствующих каждому из информационных входов. Например, обе клетки, соответствующие входу D₁, помечены единицей и, следовательно, на вход D₁ подаётся логическая сумма . Оставшиеся входные функции, полученные при помощи карты Карно (см. рис. 3,а) имеют вид

D₀=x₀ , D₂=0 , D₃=x₀ .

Реализация этой функции изображена на рис. 3,б. Если бы в качестве управляющих переменных были выбраны x₂ и x₀, то на информационные входы мультиплексора подавались бы сигналы (рис. 3,в)

D₀=x₁ , D₁=1 , D₂=0, D₃=x₁ .

Если бы управляющими переменными были выбраны x₁ и x₀, то входные сигналы имели бы вид (рис. 3,г)

D ₀=0, D₁=x₂ , D₂=x₂ , D₃=1 .

Рассмотрим теперь реализацию функции четырех переменных

У=  0,1,5,6,7,9,10,14,15

с помощью мультиплексора с четырьмя информационными входами.

Д ля сокращения записи каждый терм логической функции пред­ставлен в виде десятичного числа. Например, число 10 соответствует терму .

Поскольку мультиплексор имеет четыре входа, при использовании двух переменных для управляющих входов, на информационные входы подают функции от оставшихся двух переменных.

При выборе управляющих переменных возможно шесть сочетаний;

x₃ x₂ , x₃ x_{1 ,} x₃ x₀ , x₂ x₁ , x₂ x₀ , x₁ x_0.

Выберем в качестве управляющих переменных x₃ и x₂. Карта Карно, устанавливающая соответствие между ними и информационными входами, изображена на рис. 4,а.

Карту Карно для четырех переменных разделим теперь на четырехклеточные карты двух переменных и выполним минимизацию для каждой из этих карт отдельно. Карта Карно для этой функции изображена на рис. 4,б. Сигналы на информационных входах, соответствующие четырем строкам этой карты, имеют вид

Реализация этой функции показана на рис. 4,в.

а б

в

Рис. 4 а, б, в.

Следует отметить, что полезно сопоставлять различные варианты выбора управляющих переменных, чтобы проверить оптимальность (по числу используемых элементов) полученного решения. В рассматриваемом случае для реализации решения требуется меньшее число элементов, когда управляющими являются переменные x₁ и x₀,

Соответствие между информационными входами и управляющими переменными проиллюстрировано рис. 4,г. Входные функции для информационных входов получают при помощи карты Карно, изображенной на рис. 4,б.

Они имеют вид

D ₀= x₃ x₂, D₁= x₃ + x₂, D₂= x₃ +x₂, D₃= x₂.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы