- •Прикладна теорія цифрових автоматів
- •Загальні методичні вказівки
- •Тема: Проектування спеціалізованих арифметико-логічних пристроїв
- •Методичні вказівки до виконання курсової роботи
- •Загальні відомості
- •1. Вибір схеми операційного автомату та опис його роботи.
- •2. Принципіальна схема модуля операційного блока (моб).
- •3. Приведення змістовного алгоритму виконання операції.
- •Граф-схеми мікропрограми ка.
- •5. Проектування модуля ка.
- •Структурний синтез автомата Мілі
- •Побудова схеми керуючого автомата
- •Структурний синтез автомата Мура
- •Зауваження
- •Література
- •Проектування спеціалізованих арифметико-логічних пристроїв
- •1. Реалізація операції додавання і віднімання
- •1.1. Алгоритм додавання і віднімання двійкових чисел
- •1.2. Функціональна схема алп для виконання операцій додавання і віднімання
- •1.3. Мікропрограма додавання та віднімання двійкових чисел
- •2. Реалізація операції множення
- •2.1. Алгоритм множення двійкових чисел із зсувом суми часткових добутків вправо
- •2.2. Функціональна схема алп для операції множення
- •2.3. Мікропрограма множення цілих чисел
- •2.4. Перший алгоритм множення у прямому коді.
- •2.5. Другий алгоритм множення у прямому коді.
- •2.6. Третій алгоритм множення у прямому коді.
- •2.7. Четвертий алгоритм множення у прямому коді.
- •3. Реалізація операції ділення
- •3.1. Алгоритм ділення цілих чисел
- •3.2. Функціональна схема алп для мікропрограми ділення
- •3.3. Мікропрограма ділення цілих чисел без відновлення залишку
Література
-
Е. Угрюмов. Цифрова схемотехника. – Санкт-Петербург, БХВ – Петербург 2002.
-
Самофалов К.Г., А.М. Романкевич та ін. Прикладна теорія цифрових автоматів. – К.: Вища шк. 1987.
-
Г.Н. Пухальський. Т.Я. Новосєльцев, Довідник. Проектування дискретних пристроїв на інтегральних схемах. М.: Радіо і зв’язок, 1990.
-
М.П. Бабич, І.А. Жуков. Комп’ютерна схемотехніка: Навчальний посібник. – К.: «МК - Прес», 2004
-
В.І. Бойко, А.М. Гурій, В.Я. Жуйков та інші. Цифрова схемотехніка; кн. 2. Київ,: Вища школа, 2004.
-
Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных систем. Цифровые устройства. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004.
-
Савельев П.В., Коняхин В.В. Функционально-логическое проектирование БИС. – М.: «Высшая школа». 1990.
-
Кузин А.В., Жаворонков М.А. Микропроцесорная техника: Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия», 2004.
-
Основи цифрових систем/У.П. Барбаш, М.П. Благодарний та ін. – Підручник. – Харків. Нац. Аерокосмічний ун-т. «харк. авіац. ін-т», 2002.
-
Дж. Ф. Уэйкерли. Проектирование цифровых устройств. Учебник. – М.: Постмаркет, 2002.
Додаток
Проектування спеціалізованих арифметико-логічних пристроїв
1. Реалізація операції додавання і віднімання
1.1. Алгоритм додавання і віднімання двійкових чисел
Алгоритм додавання та віднімання двійкових чисел можна виконувати в обернених або доповняльних кодах. У сучасних комп'ютерах часто операнди зберігаються у пам'яті і оброблюються в доповняльних кодах, перевагу яких описано в розділі 1.
Алгоритм додавання (код команди К[Ц] або віднімання (код команди К[2] виконується у такій послідовності:
-
у регістри RGA 1 RGB із вхідної шини один за одним паралельним кодом записуються відповідні їм операнди А і В;
-
під час операції віднімання (код команди К[2] = 1) операнд В безумовно інвертується;
-
мікрооперації додавання або віднімання виконуються в доповняльних кодах протягом одного машинного такту;
-
аналізується результат операції. За відсутності переповнення розрядної сітки (знаки операндів А і В та результату збігаються) результат записується у регістр RGD і потім пересилається в оперативну пам'ять, за наявності переповнення (знаки операндів А і В та результату на виході суматора не збігаються) результат не фіксується і в ЦПК подається сигнал переповнення ІШ.
1.2. Функціональна схема алп для виконання операцій додавання і віднімання
Функціональну схему восьмирозрядного АЛП для виконання мікропрограми додавання та віднімання подано композицією модуля операційного блока МОБ і моду-щ керуючого блока МКБ (рис. 3).
Схема містить:
-
регістри RGA і RGB для приймання із вхідної шини ІШ операндів А і В та їх зберігання протягом часу виконання мікропрограми;
-
схему інвертування BIN змісту регістра RGB;
-
схему XOR для порозрядного логічного "виключне АБО" кодів операндів А і В;
-
схеми електронних ключів SWI і SW2 для комутації операндів;
-
комбінаційний суматор SM. На вхід перенесення суматора подається лог. 1 при операції віднімання;
-
регістр результату RGD;
-
схему ознаки переповнення ОР;
-
модуль керуючого блока МКБ на основі автомата Mini з пам'яттю на D-тригерах.
Продовження додатку
Рис.1. Функціональна схема АЛП для додавання і віднімання чисел