Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЭИС2 / ЛБ4 / ЭИС2 Лабораторная работа 4

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
20.06.2025
Размер:
3.28 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности электронновычислительных систем (КИБЭВС)

РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА Отчет по лабораторной работе №4

по дисциплине «Электроника и схемотехника» Вариант №2

Студент гр. 7х3-х

_______ ххххххх

16.06.2025

Руководитель Преподаватель КИБЭВС

_______ ххххххх

16.06.2025

Томск 2025

Введение

Целью работы является изучение совместного применения устройства средней степени интеграции.

Постановка задачи:

1.Разработать структурную схему устройства;

2.Описать составные части схемы;

3.Составить таблицы функционирования операционного блока;

4.Составить план моделирования в виде двух столбцов таблицы: входные данные (код операции, данные), выходные данные (ожидаемый результат), используя для каждой операции по два различных набора данных;

5.Организовать приём и выдачу данных согласно варианту из таблицы для выполнения 4-х операций, используя встроенные блоки регистров,

счётчиков и мультиплексоров (lpm_dff, lpm_shiftreg, lpm_counter, MUX или lpm_mux);

6.Создать схему реализации вычислительного блока, выполняющего заданные операции и осуществляющего приём входных данных и выдачу результата согласно варианту в таблице;

7.Промоделировать работу схемы в двух режимах и провести анализ результатов моделирования разных режимов;

8.Сверить результаты моделирования с составленными таблицами истинности;

9.Повторить п. 5-8, используя заданный вариантом HDL;

10.Напишите выводы о проделанной работе.

2

1 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА

На рисунке 1.1 представлена обобщенная функциональная схема устройства.

Рисунок 1.1 – Обобщенная функциональная схема устройства

Вычислительный блок на вход получает информационный сигнал input, тактирующий сигнал C_ext и сигнал асинхронного сброса R, на выходе блок выдает результаты, проведенные с данными out[5] и сигнал выходной синхронизации при подаче активного уровня сигнала nread.

Входной блок, получая данные определяет команду, которую нужно выполнить с ними. Блок операций выполняет операции OP1, OP2, OP3 и считает количество выполненных операций.

Выходной блок выдает параллельным кодом в виде пятиразрядного числа out и генерирует тактовый сигнал C_out.

3

2 РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА

В таблице 2.1 представлена таблица истинности логической операции

ОР1 АB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1 – Таблица истинности операции АB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Код опера-

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

ции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А2

А1

А0

В2

В1

В0

Q2

 

Q1

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

0

0

0

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

0

0

1

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

0

1

0

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

0

1

1

0

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

1

0

0

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

1

0

1

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

1

1

0

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

0

1

1

1

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

0

0

0

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

0

0

1

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

0

1

0

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

0

1

1

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

1

0

0

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

1

0

1

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

1

1

0

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

0

1

1

1

1

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

0

1

0

0

0

0

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

0

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

1

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

1

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

1

 

0

1

1

1

1

1

1

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В таблице 2.2 представлена таблица истинности логической операции

ОР2 АB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2 – Таблица истинности операции АB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Код

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

операции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А2

А1

А0

В2

В1

В0

Q2

 

Q1

 

Q0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

0

0

0

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

0

0

1

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

0

1

0

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

0

1

1

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

1

0

0

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

1

0

1

0

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

1

1

0

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

1

1

1

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

0

0

0

0

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

0

0

1

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

0

1

0

1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

0

1

1

1

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

1

0

0

1

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

1

0

1

1

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

1

1

0

0

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

1

1

1

1

0

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1

1

0

1

0

0

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

0

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

0

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

0

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

0

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

0

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В таблице 2.3 представлена таблица преобразования двоичного кода в код МТК-2.

Таблица 2.3 – Таблица преобразования кода в код МТК-2

 

Код

Значение

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

операции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х3

Х2

Х1

Х0

Y4

Y3

 

Y2

 

Y1

Y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

0

0

0

0

0

0

1

 

1

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

1

0

0

0

1

1

1

 

1

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

2

0

0

1

0

1

1

 

0

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

3

0

0

1

1

1

0

 

0

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

4

0

1

0

0

0

1

 

0

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

5

0

1

0

1

0

0

 

0

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

6

0

1

1

0

1

0

 

1

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

7

0

1

1

1

1

1

 

1

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

8

1

0

0

0

0

1

 

1

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

9

1

0

0

1

0

0

 

0

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

Возврат

1

0

1

0

0

0

 

0

 

1

0

 

 

 

каретки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

Перевод

1

0

1

1

0

1

 

0

 

0

0

 

 

 

строки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

Латиница

1

1

0

0

1

1

 

1

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

Цифры

1

1

0

1

1

1

 

0

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

Пробел

1

1

1

0

0

0

 

1

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Соседние файлы в папке ЛБ4