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

Текст из файла

Московский Государственный Авиационный Институт

(Технический Университет)

“МАИ”

Факультет радиоэлектроники летательных аппаратов

Кафедра 403

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Вычислительные системы и микропроцессорная техника»

на тему:

"Проектирование вычислительного устройства".

Выполнил: студент группы 04-412

Калинин М. Д.

Проверил: научный руководитель

Герасимов А.Л.

Москва, 2003 г.

Содержание.

Задание……………………………………………………………………………………..3

Анализ задания……………………………………………………………………………4

Регистровая реализация вычислительного устройства…………………………5

Блок-схема алгоритма функционирования устройства…………………………5

Микропрограмма на языке операционного описания……………………………..6

Функциональная схема устройства

Операционный автомат………………………………………………………………………………..7

Управляющий автомат с жесткой логикой………………………………………………………..7

Управляющий автомат с микропрограммным управлением…………………………………..11

Минимизация ПЗУ………………………………………………………………………14

Построение принципиальной схемы………………………………………………..17

Временные диаграммы, поясняющие работу устройства…………………….19

Комбинационная реализация вычислительного устройства………………….19

Построение устройства в виде микропроцессорного вычислителя, работающего на языке “Ассемблер”………………………………………………22

Программа на языке “Ассемблер”…………………………………………………………………..23

Список литературы……………………………………………………………………24

Приложение.

Принципиальные схемы операционного и управляющего автоматов для вычислителя с последовательной обработкой разрядов.

Задание.

Вариант № 12.

Спроектировать вычислитель, определяющий количество позиций, на которых происходит совпадение входных кодов

A{1:32} и B{1:32}.

Анализ задания.

Для выполнения поставленной задачи необходимо устройство, имеющее два входа и один выход. На входы вычислителя подаются параллельные 32-разрядные коды А{1:32} и B{1:32}. Далее производится подсчет числа совпадений.

Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ, а само устройство подтверждает выдачу в разрядах кода С{1:6} числа совпадений единичными символами во время действия генерируемого импульса считывания УСЧИТ.

Выбираем внешнюю синхронизацию последовательности импульсов, поскольку она будет общей источника, устройства преобразования и потребителя информации.

Будем считать, что смена кодов А и B осуществляется по положительному фронту импульсов ГИ (генератора тактовых импульсов), длительность импульсов СТРОБ и УСЧИТ равна периоду тактовой последовательности и положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом импульсов ГИ.

Выходной код С{1:6} – двоично-позиционный код, численный эквивалент которого равен числу единичных символов, показывающих количество позиций, на которых происходит совпадение входных кодов

A{1:32} и B{1:32}. Легко заметить, что максимальное число “единиц”, равное 32, потребует формирования шестиразрядного выходного кода C{1:6}. Так как (32)₁₀ = (100000)₂, то мы введем счетчик единиц с разрядностью СЧЕ{1:6} и по сравнению на i – тых позициях регистров A и B будем определять количество единиц.

Представим функциональную схему и эпюры напряжения:

Примем, что в разрабатываемом устройстве не требуется введение индикации, и накладывается ограничение: устройство должно иметь минимальное количество элементов.

С учетом этого ограничения мы выберем для реализации устройства регистровый метод.

F

A{1:32} C{1:6}

B{1:32}

СТРОБ УСЧИТ

Регистровая реализация вычислительного устройства.

Блок-схема алгоритма функционирования устройства.

В блок-схеме применены следующие обозначения:

РЕГА{1:32}, РЕГВ{1:32} – регистры данных А и В; СЧЦ{1:6} – счетчик циклов; СЧЕ{1:6} – счетчик количества единиц, определяющий совпадение регистров A и B на i – тых позициях.

X

S₀

Нет

P1

Да

РЕГA{1:32}=А{1:32}

РЕГB{1:32}=B{1:32}

СЧЦ{1:6} = 0

СЧЕ{1:6}= 0

УЭ1

X

Нет

S₁

P2

Да

УСЛ

X

Сдвиг РЕГА влево на один разряд; сдвиг РЕГВ влево на один разряд; СЧЦ=СЧЦ + 1.

S₂

УЭ2

X

Нет

S₃

P3

Да

УСЧИТ

X

S₀

Микропрограмма

на языке операционного описания.

Микропрограмма СОВПАДЕНИЕ;

Переменные

входные: A{1:32}, B{1:32}, СТРОБ;

внутренние: РЕГA{1:32}, РЕГB{1:32}, СЧЕ{1:6}, СЧЦ{1:6};

выходные: C{1:6}, УСЧИТ;

Признаки:

Р1 = (СТРОБ = 1);

Р2 = (РЕГA{1} = РЕГВ{1});

Р3 = СЧЦ{1:6};

Процедура

М1 если Р1, то М1;

УЗАП1: РЕГА{1:32} := А{1:32};

УЗАП2: РЕГВ{1:32} := В{1:32};

УН1: СЧЦ{1:6} := 0;

УН2: СЧЕ{1:6} := 0;

М2 если Р2, то М3;

УСЛ1: СЧЕ := СЧЕ + 1;

М3 УСДА: РЕГА := РЕГА{2:32}.0;

УСДВ: РЕГВ := РЕГВ{2:32}.0;

УСЛ2: СЧЦ := СЧЦ + 1;

если Р3, то М2;

УСЧИТ: С{1:6} := СЧЕ{1:6};

идти к М1;

конец.

В микропрограмме введены следующие обозначения:

УЗАП1, УЗАП2 – сигналы устройств запоминания; УН1, УН2 – сигналы устройств накопления; УСЛ1, УСЛ2 – сигналы счетных устройств;

УСЧИТ – сигнал устройства, генерирующего импульсы считывания.

Анализ микропрограммы показывает, что эквивалентные сигналы можно заменить одним сигналом: УЭ1 = УЗАП1 = УЗАП2 = УН1 = УН2;

УЭ2 = УСДА = УСДВ = УСЛ2. Тогда, сигнал УСЛ1 обозначим, как УСЛ, то есть УСЛ= УСЛ1.

Функциональная схема устройства.

Операционный автомат.

Анализ микропрограммы позволил получить такую функциональную схему операционного автомата:

РЕГВ 1

32

УЭ1 УЭ1

УЭ1

А{1:32} B{1:32} СЧЕ{1:6} ≡ С{1:6}

УСЛ

РЕГА 1

32

0 СЧЕ

+1

УЭ2 УЭ2

B{1:32}

С ТРОБ УСЧИТ

=

0СЧЦ1

+1 6

УЭ1

P2

УЭ2

P1 P2 УЭ1 УЭ2 УСЛ P3 УСЧИТ

Задачи, решаемые управляющим автоматом, достаточно просты: он генерирует управляющие сигналы сдвига УСДА и УСДВ до момента появления признака обнуления P2, после чего формирует импульс считывания УСЧИТ. Рассмотрим построение управляющего автомата с жесткой логикой, а потом с программируемой логикой.

Управляющий автомат с жесткой логикой.

Управляющий автомат с жесткой логикой построим в виде конечного автомата. Конечный автомат можно реализовать как автомат Мура, и как автомат Мили. Но, поскольку, у автомата Мили состояний меньше (только четыре и реализуется он на двух триггерах), выберем его.

Построение графов переходов и выходов управляющего автомата осуществляется на основании граф-схем алгоритмов, изображенных ниже.

Метки S_i отображаются в состояния автоматов. Условия P1, P2, P3 определяют значения входных сигналов, а управляющие сигналы – значения выходных сигналов.

Граф – схема автомата Мили.

0

X S₀

0

1

X S₁

X S₂

0

УЭ1

УСЧИТ

1

УСЛ

УЭ2

X S₃

0

1

X S₀

Граф переходов и выходов автомата Мили.

P1/УЭ1 P2/- 1/УЭ2

P1/- 1 - безусловный

P2/УСЛ переход

P 3/-

P3/УСЧИТ

На основании графа построим таблицу переходов и выходов автомата.

Совмещенная таблица переходов и выходов автомата Мили.

Кодировка входных и внутренних состояний.

Воспользуемся таблицей кодирования входных и внутренних состояний автомата по правилу циклического кода.

Q	S	S0	S1	S2	S3
Q1		0	0	1	1
Q2		0	1	1	0

И построим кодированную таблицу переходов и выходов:

Поскольку, для реализации автомата Мили выбраны D – триггеры, то на основании таблицы переходов и выходов УА после доопределения запрещенных комбинаций определим для него функцию возбуждения триггеров и функцию выхода.

Функция возбуждения.

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