Пояснительная записка (1074723), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Рис 16.a. Операционный элемент №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.
| Упра вляющие сигналы | микро опера ция | Регистр № 1 | Мульти плексор№1 | АЛУ №1 | |||||||||||||||||||||
| C | -> | <- | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 0 | 7 | A1 | A2 | D0 | D1 | D2 | D3 | A0 | B0 | A1 | B1 | A2 | B2 | A3 | B3 | ||
| Y29, | C: =A-B | 1 | Q0 E2 | * | ALU0 | ALU1 | ALU2 | ALU3 | ALU0 | A0 | * | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | M0 | B0 | M1 | B1 | M2 | B2 | M3 | B3 |
| Y29, Y12, Y15 | C: =A&B | 1 | Q0 E2 | * | ALU0 | ALU1 | ALU2 | ALU3 | ALU0 | A- | * | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | M0 | B0 | M1 | B1 | M2 | B2 | M3 | B3 |
| Y29, Y13, Y15 | C: =A V B | 1 | Q0 E2 | * | ALU0 | ALU1 | ALU2 | ALU3 | ALU0 | A0 | * | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | M0 | B0 | M1 | B1 | M2 | B2 | M3 | B3 |
| Y30, Y12, Y13 Y15, Y9, Y11 | C: =D | 1 | Q0 E2 | * | ALU0 | ALU1 | ALU2 | ALU3 | ALU0 | * | D0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | M0 | * | M1 | * | M2 | * | M3 | * |
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
-
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.
-
Разработка функциональной схемы операционного автомата
Разработка функциональной схемы операционного автомата состоит в сборке схем всех операционных элементов в соответствии со структурной схемой операционного автомата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
