2. Практическая часть

1. Задание на проектирование АЛУ

Вариант 1-23

Разработать арифметико-логическое устройство, реализующее операции алгебраического сложения/вычитания и конъюнкции и отображающее признаки результата: OV – признак арифметического переполнения, и Z – признак нулевого результата. Тип управляющего автомата – программируемая логика, различные форматы для операционных микрокоманд и микрокоманд перехода, принудительная адресация.

2. Проектирование операционного автомата АЛУ

   1. Форматы входных, выходных и внутренних переменных,

с которыми оперирует АЛУ

Исходные данные (операнды) поступают в формате 16-разрядных двоичных чисел с фиксированной запятой, представленных в прямом коде , , причем нулевой разряд является знаковым и запятая фиксирована после знакового разряда. В логических операциях положение запятой и знак игнорируются, операции выполняются над 16-разряднвми двоичными векторами. Результат операции должен быть представлен в той же форме: .

, , - модули чисел;

OV – признак арифметического переполнении;

Z – признак нулевого результата;

F- тип выполняемой операции (1- алгебраическая; 0- логическая);

F* - тип алгебраической операции (1- вычитание; 0- сложение).

2. Гса выполняемых операций и объединенная гса

– ситуация переполнения в дополнительном коде.

ГСА алгоритма сложения/вычитания в дополнительном коде представлена на рисунке 2.1.

ГСА конъюнкции представлена на рисунке 2.2.

Объединенная ГСА представлена на рисунке 2.3.

III

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

конец

Рисунок 2.1. Граф-схема алгоритма сложения/вычитания в дополнительных кодах

начало

1

0

0

конец

Рисунок 2.2. Граф-схема алгоритма конъюнкции

1

VII

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

1

VIII

1

E

H

n=n-1

0

Конец

Рисунок 2.3. Объединенная граф-схема алгоритма

2. Структурная схема операционного автомата алу

Включим в состав операционного автомата следующие элементы:

• Два шестнадцатиразрядных регистра Рг А и Рг B для хранения входных операндов с возможностью сдвига своего содержимого вправо

• Шестнадцатиразрядный регистр Рг С для размещения результата операции с возможностью сдвига своего содержимого вправо.

• Шестнадцатиразрядные регистры Рг D, Рг E, Рг F для временного хранения результата.

• Четырехразрядный счетчик Сч.

• 4 шестнадцатиразрядных двоичных сумматора.

• Триггер Тг OV для хранения признака переполнения разрядной сетки.

• Триггер Тг Z для хранения признака нулевого результата.

• Схемы сравнения на «равно единице» разрядов , значений F, F* и OV.

• Четыре логических элемента «не».

Структурная схема операционного автомата представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4. Структурная схема операционного автомата АЛУ