Лабораторная работа №3

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

Факультет компьютерных технологий и информатики

Кафедра ВТ

Отчет по лабораторной работе №3

«Проектирование МПА на основе средних ИС»

Выполнили: Гречухин Михаил,

Хамаганова Мария

гр. 3371

Принял: Фураев Илья Александрович

2006 год

1. Подготовка к работе

В данной работе мы реализовывали МПА (микропрограммный автомат), выполняющий следующую микропрограмму:

Для того чтобы собрать МПА, надо проделать следующее:

1. Кодирование состояний. Мы закодировали их вот так:

- a0 [0 0]

- a1 [1 1]

- a2 [0 1]

- a3 [1 0]

- a0 [0 0]

В квадратных скобках: [Q2 Q1], где Q2 и Q1 – выходные сигналы триггеров.

2. Затем надо составить табличку, что мы и делаем:

Метка	Q2	Q1	Условие перехода	Метка перехода	Q2t	Q1t	Триггер Q2	J2	K2	Триггер Q1	J1	K1
a0	0	0	x1=0	a1	1	1	0->1	1	1	0->1	1	1
	0	0	x1=1 AND x2=0	a2	0	1	0->0	0	0	0->1	1	1
	0	0	x1=1 AND x2=1	a3	1	0	0->1	1	1	0->0	0	0
a1	1	1	x1=0	a1	1	1	1->1	0	0	1->1	0	0
	1	1	x1=1	a0	0	0	1->0	0	1	1->0	0	1
a2	0	1	1	a3	1	0	0->1	1	1	1->0	0	1
a3	1	0	1	a0	0	0	1->0	0	1	0->0	0	0

В табличке подробно показаны все переходы триггеров и необходимые сочетания сигналов на их входах J и K.

3. Следующий шаг – отыскание функций возбуждения для триггеров. Для этого воспользуемся… ДНФ и КНФ!!! А в качестве элементной базы мы взяли за основу 2 дешифратора ИД7 и 2 синхронных JK триггера ТВ6.

Для входов J2 и J1 мы использовали ДНФ (т. к. единиц меньше), а для K2 и K1 – КНФ (ибо нулей меньше):

(для экономии места формы приводятся в частично минимизированной форме)

4. Последний шаг – построение схемы автомата.

2. Проверка работоспособности и определение предельной частоты работы.

По традиции сперва проверим работоспособность этого «чуда».

Параметры теста:

частота работы – 25 МГц

последовательность управляющих сигналов x1 и x2:

1) x1=x2=0

2) x1=1

3) x1=0

4) x1=1

5) x2=1

6) x2=x1=0

Воистину великая вещь – человеческий разум! Всё вроде бы работает правильно!

Необходимость синхронизировать выходы связана с досадным отставанием в работе триггера 2 от первого. Видимо, это связано с разной скоростью работы подсхем формирования входных сигналов. Но в любом случае, всё вроде бы хорошо.

Теперь начинаем глумиться. Делаем очень простой тест и начинаем играться с частотой работы.

Тест:

1) x1=x2=0

2) x1=1

3) x1=0

Частота 50 МГц

Уже наблюдаются странности, и вообще, ошибки в работе автомата. Видимо, 50 МГц – это много.

На 25 МГц автомат работает исправно.

ВЫВОДЫ:

1) Синхронизация выходов схемы очень желательна, так как позволяет нивелировать задержки элементов.

2) Максимальная частота, на которой автомат работал – 25 МГц.