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

ЭИС_2_СЕМ / ЛР4 / ЭИС2_Л4

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
27.06.2025
Размер:
1.2 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 безопасности информационных систем (БИС)

РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА Отчёт по лабораторной работе №4

По дисциплине «Электроника и схемотехника» Вариант №16

Студент гр. 733-1 Сметанников Д.Е

27 . 06 .2024

Руководитель Доцент кафедры

КИБЭВС, к.т.н., доцент А.Н. Мальчуков

. .2025

Томск 2025

Введение

Цель работы: научиться совместно применять устройства средней степени интеграции.

Постановка задачи:

Разработать обобщенную функциональную схему вычислительного блока и описать ее.

Составить таблицы истинности для задач, поставленных вариантом лабораторной работы.

Собрать схему, реализующую задачу кодирования двоичного числа в 4b5b-кода и выполняющая логическую операцию A B и арифметическую A-B. Вход должен осуществляться убывающим фронтом с параллельным кодом, при этом обладающий асинхронным сбросом. Выход осуществляется нарастающим фронтом с последовательным кодом младшими разрядам вперёд с активным уровнем сигнала «read» = 0.

Провести моделирование выше описанной схемы и описать ее на языке описания аппаратуры SystemVerilog.

Написать выводы о проделанной работе.

2

1 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА

На рисунке 1.1 представлена структурная схема устройства.

Рисунок 1.1 — Структурная схема

Устройство структурно разделено на три основные секции: входную часть, операционный блок и выходную часть.

Входная часть включает в себя два подраздела: модуль одновременной записи кода операции и данных и счётчик операций.

Операционный блок состоит из четырех компонентов: устройства для кодирования двоичных чисел в формате 4b5b, блока выполнения побитовой операции A B, а также операции вычитания. Кроме того, операционный блок отвечает за выбор результата.

Выходная часть устройства состоит из двух узлов: преобразователя параллельного кода в последовательный и устройства формирования выходного сигнала.

3

2 ФОРМАРОВАНИЕН ТАБЛИЦ ИСТИННОСТИ

Таблица истинности для задачи кодирования двоичного числа в 4b5b код представлена в таблице 2.1 Таблица 2.1 — Таблица истинности для задачи

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

x2

x1

x0

y4

y3

y2

y1

y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

0

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

0

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

0

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

1

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

0

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

1

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

0

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

0

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица истинности для логической операции A B представлена в таблице 2.2.

4

Таблицы 2.2 — Таблицы истинности для логической операции

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B2

B1

B0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Продолжение таблицы 2.2

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B2

B1

B0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

Окончание таблицы 2.2

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B2

B1

B0

OP1[2]

OP1[1]

OP1[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица истинности для арифметической задачи A-B представлена в таблице 2.3.

7

Таблицы 2.3 — Таблица истинности для арифметической задачи

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B2

B1

B0

OP2[2]

OP2[1]

OP2[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

0

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

1

 

1

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

0

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Продолжение таблицы 2.3

 

 

 

Входы

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B2

B1

B0

OP2[2]

OP2[1]

OP2[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

1

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

0

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

1

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

0

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

0

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

1

1

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

0

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

0

1

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Окончание таблицы 2.3

 

 

Входы

 

 

 

 

Выходы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

A1

A0

 

B2

B1

B0

OP2[2]

OP2[1]

OP2[0]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

0

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

1

1

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

0

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

0

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

0

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

0

1

1

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

0

1

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

0

 

1

1

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

0

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

0

1

1

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

0

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

0

1

1

1

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

0

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

0

1

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

1

1

1

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Соседние файлы в папке ЛР4