Альтернативный вариант
В качестве альтернативы можно применить временное мультиплексирование данных, что, собственно, и применяется в МПИ. При этом достаточно будет вовремя сформировать сигналы управления записью во внутренние регистры.
С учетом диаграммы работы МПИ можно сделать два предположения:
данные можно брать непосредственно с МПИ, где они уже разделены по времени
сигналы управления можно легко сформировать из управляющих сигналов МПИ - AD... SYS и WRITE.
При этом структурная схема этой части УСТРОЙСТВА приобретет вид, показанный на рисунке 5.
Рис.5.Альтернативный вариант взаимодействия интерфейсного блока и внутренних регистров
А схема обмена информацией выглядит следующим образом:
Рис.6.Взаимодействие альтернативного интерфейсного блока и внутренних регистров
Как легко заметить эта структурная схема имеет ряд преимуществ перед ранее описанной:
нет надобности в схеме физического разделения потока данных
троекратный выигрыш в количестве линий связи интерфейсного блока и внутренних регистров ( 16+3 вместо 48+3)
учтена диаграмма работы МПИ. Шина данных может быть просто буфферизированной шиной AD МПИ
В окончательном варианте УСТРОЙСТВА была реализована именно эта схема
Внутренние регистры устройства
Внутренние регистры предназначены для хранения операндов и оператора.
Входные воздействия максимально просты:
по 16-ти разрядной шине поступают данные, которые фиксируются сигналом записи. После записи данные фиксируются до следующего цикла записи в данный регистр.
Блок индикации
Блок индикации предназначен для взаимодействия УСТРОЙСТВА и внешних семисегментных индикаторов.
На входе - двоичное число, подаваемое с выхода АЛУ.
На выходе - сигналы индикации. С учетом используемого БМК 5501ХМ2, имеющего всего 42 внешних вывода, была выбрана схема динамической индикации, позволяющая сократить количество необходимых выводов.
Так как выходной ток БМК весьма мал и в любом случае понадобиться схема управления индикаторами был выбран промежуточный вариант - дешифрация позиции знакоместа не производиться, а выдается в двоичном виде. Это позволяет используя внешний дешифратор легко построить схему управления индикаторами как с общим анодом, так и с общим катодом. При этом мы используем всего 7+3 выводов вместо 7*4. Взаимодействие блока дешифратора и внешних индикаторов будет осуществляться по схеме на рисунке 7.
Рис.7.Схема взаимодействия БИС и внешних индикаторов.
Логическая структура схемы индикации примет вид, показанный на рисунке 8.
Рис.8. Логическая структура схемы индикации
Арифметико-логическое устройство (алу)
АЛУ является пользовательским блоком, т.е. блоком который проектирует тот, кто будет приспособлять данное УСТРОЙСТВО к конкретной БИС. В данном УСТРОЙСТВЕ
АЛУ представлено в качестве примера и необходимо для проверки работоспособности БИС в целом. Поэтому ограничимся формулировкой требований к АЛУ разрабатываемых пользователем:
АЛУ может обеспечивать вычисление единственной функции от трех переменных, либо набора функций от 2-х переменных.
Разрядность переменных и кода ограничена разрядностью МПИ (16 бит)
Дешифрация функций возлагается на АЛУ, т.е. на вход АЛУ подается код оператора в двоичном виде