курсовые работы / пример курсовой работы (недоделана) — 1 / oper_avt

Санкт-Петербургский Государственный

Институт Точной Механики и Оптики

(Технический Университет)

Кафедра Вычислительной Техники

Курсовой Проект

«Синтез цифровых автоматов»

Выполнила студентка

группы 250:

Гурина О.Н.

Руководитель:

Скорубский В.И.

Санкт-Петербург

2001

Задание и основные сведения

Задание:

Разработать схемы цифровых автоматов для выполнения заданного алгоритма.

Заданы:

Схема алгоритма, система команд, элементная база.

Разработать:

Управляющий автомат – автоматы Мура и Мили с унитарным кодированием состояний на DV-регистрах и сдвигателях, а также с максимальным кодированием на DV-регистрах и счетчиках. Для модели автомата, дающей минимальную цену, построить логическую схему.

Структура автоматического устройства, выполняющего вычисления по заданному алгоритму:

Заданы:

Y={Y₁, Y₂, …, Y_n}

x = x_c Ú x₁ = {x₁, x₂, …, x_n}

ГСА

Проектирование операционных автоматов

Общие принципы проектирования

Операционное устройство состоит из операционных автоматов, функциональных исполнительных и соединительных элементов. Все эти элементы выполняют элементарные операции при включении их управляющим сигналом Y.

Операционные автоматы – функциональные элементы с памятью. К ним относятся однобитовые регистры-флаги, многоразрядные регистры общего назначения (хранение двоичных кодов), специальные регистры (сдвигатели, счетчики, накапливающие сумматоры).

Функциональные исполнительные элементы – одноразрядные и много разрядные логические и арифметические элементы; несколько арифметических операций (+, -, +1, -1) объединяются в арифметическое устройство АУ(AU), операции выбираются управляющими сигналами. Арифметические и логические операции (+, -, +1, -1, &, Ú и т.д.) объединяются в арифметико-логическое устройство АЛУ(ALU), операции выбираются управляющими сигналами.

Соединительные элементы: вентили, шины, мультиплексоры соединяют операционные автоматы и исполнительные элементы в общую схему операционного устройства.

Задано множество элементарных операций, выполняемых операционным устройством под воздействием управляющих сигналов:

Y ₄ : A=B*2

Y₅ : @A=B*2

Y₇ : @B + 1

Y₁₀ : A ‑1

Y₁₃ : A = A*2+@B

Y₂₀ : A = S &@A

Y₂₁ : B = @S V A

Y₂₂ : @A= -B

Y₃₀ : S+1  

Y₃₁ : -S

Разработка функциональной схемы ОУ для заданных элементарных операций.

• имена и обозначения переменных являются именами соответствующих регистров a,b,s – 8 разрядные, все регистры х₁, х₂ – 1 разрядные;

• многоразрядные регистры могут быть объединены в АЛУ или распределены по специальным регистрам;

• управляющие сигналы обозначаются на схеме; выбор операции в специальном регистре, выбор операции в АЛУ, соединяющие выходы регистра с входами регистров операционных автоматов;

Формирование однобитовых признаков

Y	Операции	Однобитовые признаки
Y4	A=B*2	X1 B7
Y5	@A=B*2	X1 B7
Y7	@B + 1	-----------
Y10	A-1	X1 Z
Y13	A=A*2+@B	X1 A7 ; X2 C
Y20	A=S&@A	X1 Z
Y21	B=@S V A	X1 Z
Y22	@A= -B	-----------
Y30	S+1	X1 (0 результата)
Y31	- S	--------------------

Спецификация

Элемент	Тип эл-та	Кол-во штук	Выводов
a	74АСТ11867	1	28
b	К155ИР13	1	24
s	74АСТ11867	1	28
v	К555АП13	1	20
ВА	К531КП2	4	64
ВВ	К531ИП14	2	32
AD	К531 КП2	4	64
DATA	К531 КП14	2	32
ALU	К155ИП3	2	48

C = (28 + 24 + 28 + 20 + 64 + 32 + 64 + 32 + 48)/14 = 24.3

X₁ = A₇Y₁₃ Ú Z(Y₂₁ Ú Y₂₁Ú Y₂₁) Ú Y₃₀0Ú В₇(Y₄Ú Y₅)

X₂ = CY₁₃

Элемент	Тип	Микрооп.	Кодирование (y)	Y
a	74АСТ111867	(WR) S1 C ( -1 ) S0 C	y0y1 y2y1	Y20,4,13 Y10
b	КР1533ИР38	(WR) C	y3	Y21
s	74АСТ111867	(WR) S1 C (SL) S1 S1 C	y4y5 y4y6y5	Y31 Y30
ALU	K155ИП3	(A & B) (y2y0y4) (A V B) (y3y0y4) (A-B-C0) (y1y0) (A+B+C0) (y1) (A+C0) (y0)	y7y8y9 y10y8y9 y11y8 y11 y8	Y20 Y21 Y31,22 Y13 Y7
AD	K531КП2	S (0) B (1) B(SL)(2) A (3)	- y12 y13 y12y13	Y21 Y13,7 Y5,4 Y20,25,5
DATA (V1)	К555АП13	(RD) ( y )	y14	Y22
BA	К531КП2	0 (0) A (1) A(SL)(2) S (3)	- y15 y16 y16y15	Y31,22 Y21 Y13 Y20
BB	К531КП14	B (0) S (1)	- y17	Y22 Y31
V2	К555АП13	(RD) ( y )	y18	Y20,21,13