Дудкин_38_вар_Курсач1 (1074696), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Рис 16.b.Комбинационная схема выбора

Синтез операционного элемента № 10

Операционный элемент № 10 состоит из:

• двух регистров С, в которых хранится код операции, поступивший с входной шины- на основе МС К500 ИР141; 2 регистра нужны, так как в этой серии МС нет регистра на 8 входов. Эти регистры объединены по входам переноса.

• Двух АЛУ для арифметических и логических операций над операндами – МС К500 ИП181;

• 8-ми мультиплексоров МС K500 ИД164 для выбора первого операнда, который с шины будет поступать в АЛУ- это либо D , либо А, второй операнд фиксирован-это В. Выбор осуществляется на основе управляющих сигналов.

• 3-х элементов ИЛИ МС К500 ЛП114 – используемых в схемах для вычисления промежуточных условий

• вспомогательных элементов И и НЕ – для построения тех же промежуточных условий.

Ниже приведена таблица, в которую сведены все используемые элементы и отражено состояние их входов в зависимости от управляющих сигналов и операций. Отражено состояние только одного мультиплексора, остальные идентичны. Аналогично для регистров и АЛУ. Логические условия, формирующие сигналы, аналогичны условиям элемента А.

Таблица №45 . Синтез операционного элемента №10.

Рис 17. Операционный элемент №10

Синтез операционного элемента № 11

Операционный элемент № 11 фактически является частью операционного элемента №10. В нем используются те же регистры С, которые на схеме показаны “отключенными” от общей шины только чтобы подчеркнуть, что регистр работает на выдачу информации, а не на запись. Единственная микрооперации для элемента №11 – это Швых: = С, которая происходит по сигналу Y31

Рис 18. Операционный элемент №11

Синтез операционного элемента № 12

Операционный элемент № 12 состоит из:

• шести переключателей, которыми устанавливается адрес данного вычислительного устройства (Т)

• схемы сравнение адреса на шести элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕ ИЛИ

• схемы вычисления логического условия и формирования осведомительного сигнала ЗАХВАТ

В схеме сравнения адреса используются ЭСЛ-элементы, у которых по умолчанию на входе находится логическая единица, поэтому все переключатели включены так, что во включенном состоянии заземлять соответствующий вывод элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и тем самым подавать на него уровень логического нуля.

Таким образом, если переключатель находится в разомкнутом состоянии, то в соответствующем разряде адреса ВУ находится логическая единица; если переключатель находится в замкнутом состоянии, то в соответствующем разряде адреса ВУ находится логический ноль.

Схема операционного элемента № 12 представлена на рисунке № 19

Рис 19. Операционный элемент №12

1. Разработка структурной схемы операционного автомата.

Структурная схема операционной автомата разрабатывается на основе обобщенной микропрограммы (лист 1), списка микроопераций, списка логических условий (пункт №4 данного документа).

При разработке структурной схемы учитываются возможности конкретных микросхем, которые в дальнейшем будут использованы при разработке функциональной схемы операционной части вычислительного устройства. Также учитывается 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, предусмотрена выдача на шину выхода служебных флагов (ГОТ, ЗАН, РЕЗ, ЗАПР)). Триггеры установки этих флагов обозначены на структурной схеме как Т₁ – Т₄ соответственно.

К каждому регистру на данной схеме подводится набор, управляющих сигналов, которые определяют режим его работы: хранение, запись, сдвиг вправо, сдвиг влево – необязательно все эти режимы.

Нам понадобятся следующие регистры А, В, С, D, Е.

Регистр А применяются для хранения и сдвига А (первого операнда).

Регистр В применяется для хранения слова В (второго операнда).

Регистр С применяется для хранения результата операции АЛУ над словами А и В.

Регистр D применяется для хранения результата операции АЛУ над словами А и В, а также как промежуточный регистр для временного хранения значений регистров А и В.

Регистр Е применяется для хранения кода выполняемой операции.

Дешифратор КОП предназначен для вычисления логических условий B1,…,B7, основываясь на значениях кода операции, хранящегося в регистре Е.

Так как регистр С должен выдавать данные на выходную шину, то предусмотрен специальный буферный элемент с 3-мя состояниями выходов между регистром С и выходной шиной. К данному буферному элементу подводится управляющий сигнал, который разрешает запись в выходную шину их регистра С только в нужные моменты времени.

Так как в регистры А, В С и D информация может заносится из разных источников, то предусмотрены мультиплексоры MSA, MSB, MSA2, MSC

Мультиплексор MSA служит для выбора источника записи для слова А (ШВх, ALU или A).

Мультиплексор MSВ служит для выбора источника записи для слова В- (ШВх, или ALU).

Мультиплексор MSC – для выбора источника данных для записи для регистра С –точнее для АЛУ С (А или D ).

Мультиплексор MSD- служит для выбора источника записи для слова АЛУ D (A,B,C, A(6:0) или A(7:1))

Так как триггеры Т1-Т4 должны выдавать данные на шину управления, то для них для каждого предусмотрен буферный элемент с 3-мя состояниями выходов (на чертеже они не показаны из-за недостатка места).

К каждому из четырех триггеров Т1-Т4 на данной схеме подводится по два сигнала: первый – для сброса триггера, второй – для установки триггера.

Все арифметические и логические операции выполняются в АЛУ. В дополнение к АЛУ введён счётчик для подсчёта итераций цикла при операции "деление".

Для установки адреса ВУ предусмотрен тумблерный регистр из шести переключателей.

Для сравнения адреса на тумблером регистре и на ША предусмотрена специальная схема СЛОЖЕНИЯ ПО МОДУЛЮ ДВА.

Структурная схема операционного автомата представлена на листе № 3.

1. Разработка функциональной схемы операционного автомата

Разработка функциональной схемы операционного автомата состоит в сборке схем всех операционных элементов в соответствии со структурной схемой операционного автомата.

При этом совпадающие элементы в схемах операционных элементов объединяются для минимизации затрат на оборудование.

После этого все использующиеся в функциональной схеме элементы обозначаются буквой D с индексом. Если в корпусе одной микросхемы содержится несколько однотипных логических элементов, то для них применяется двойной индекс: первая цифра – номер корпуса микросхемы, вторая цифра – номер логического элемента в корпусе.

Индексы элементов идут начиная с номера 1 по колонкам сверху вниз и слева направо.

Функциональная схема операционного автомата представлена на листе № 4.

1. Разработка таблицы переходов

Таблица переходов составляется на основании закодированного графа микропрограммы (лист 2) путем перебора всех возможных переходов данного графа. При этом последовательно выписываются код исходного состояния, код следующего состояния, условия перехода между этими состояниями, управляющие сигналы, которые должны вырабатываться в исходном состоянии и сигналы возбуждения.

Управляющий автомат имеет 65 состояний, а следовательно для их кодирования понадобится семиразрядный регистр.

Закодируем все состояния двоичными кодами и составим таблицу переходов.

Таблица №46 . Таблица переходов.

1. Разработка программируемых логических матриц

Программирование ПЛМ матриц осуществляется исключительно на основе составленной ранее таблицы переходов (пункт № 9 данного документа).

Характеристики

Список файлов курсовой работы