Реферат Розрахунок багатофункціонального регістра (МФР)

Зміст

Введення

1. Завдання

1.1 Список мікрооперацій

2. Опис функціонування МФР, як основного вузла ОА

3. Розбиття множини МО на підмножини, сегментація відповідного формату даних

4. Формування функцій збудження для T тригера

4.1 Функції збудження

4.2 Сегментація

5. Синтез МФР

5.1 Короткий опис елементної бази К555

5.2 Опис структурної схеми МФР

6. Опис принципової схеми на елементах малої і середнього ступеня інтеграції

7. Опис принципової схеми на елементах малої і середнього ступеня інтеграції

7.1. Підготовка операндів

Введення

У цій роботі розрахований багатофункціональний регістр (МФР). Здається 9 мікрооперацій (МО): 7 для вхідний шини і 2 для вихідний шини.

Синтез регістра проведений на елементах малої і середньої ступені інтеграції, а також на великому ступені інтеграції.

Використана різна елементна база: мультиплексори, дешифратор, ПЗУ, програмовані логічні матриці, арифметико-логічні пристрої, елементи 2И 2и-не третій 2ІЛІ 2ІЛІ-не 3ілі-не, і ін

За схемою з елементами великий ступеня інтеграції розрахована друкована плата, трасування, розташування елементів і отворів.

1. Завдання

У цій роботі необхідно спроектувати багатофункціональний регістр (МФР), що виконує заданий набір мікрооперацій, який і буде основним вузлом синтезованого операційного автомата. Варіант курсового проекту утворюється шляхом завдання певного набору мікрооперацій (вибирається за таблицею) і елементної бази.

1.1 Список мікрооперацій

Згідно варіанти заданий наступний список мікрооперацій

7,11,15 (n = 2), 19 (n = 3), 3134,36,45,49

Операція виконувана схемою контролю:

x1: 2R> m; x2: R = 1. .1, Де m - Двійкове представлення суми, останніх двох цифр номера залікової книжки і числа 23.

№ варіанта - 23, отже m = 23 +23 = 46 = 00101110 2

Зміст МО:

Тип тригера: T

Серія елементів: K555

2. Опис функціонування МФР, як основного вузла ОА

Призначення операційного пристрої (ОУ) - обробка поточних операндів, відповідно до заданої МО і видача результатів цієї обробки. ОА може бути представлений у вигляді двох взаємодіючих автоматів: УА і ОА. Синтез УА було розглянуто раніше, в курсовому проекті по ПТЦА. ОА складається з регістрів, суматорів і інших вузлів, виробляють прийом, зберігання та обробку інформації, а також видачу результату обробки в зовнішнє середовище і видачу в УА і зовнішнє середовище осведомітельних сигналів про особливі значеннях операндів або їх окремих розрядів (про знаки операндів, про рівність нулю результату операції, про закінчення роботи, переповненні і т.п.).

Процес функціонування під часу ЗУ складається з послідовності тактових інтервалів, в яких ОА виробляє певні елементарні операції обробки слів: ОА виконує деякий набір елементарних перетворень інформації: передачі слова з регістра в регістр, взяття зворотного коду, зсув коду і т.п. У загальному випадку ОА може виконувати безліч таких МО, але на практиці реалізуються ті мікрооперації, які повинен виконувати ОУ, і їх кількість обмежена. В кожному такті виконується тільки одна МО. Межі тактів задаються тривалістю синхросигналу.

УА зазвичай представляється у вигляді реєстрової структури, тобто сукупності МФР зі своїми шинами, КС, призначеними для формування функцій збудження тригерів та вихідних сигналів ОА.

Під МФР увазі регістр, здатний виконати деяку множину МО Y = {y 1 , y 2 ... y m } над вхідними словами, а також над словами, які зберігалися в регістрі до початку виконання МО. У кожному машинному такті регістр може виконати або тільки одну МО, або не виконати жодної. Крім стандартного набору МО для звичайного регістра, в МФР використовуються й інші МО, що передбачають попередню обробку вхідних даних (арифметичну або/і логічну).

Таким чином МФР - це автомат з пам'яттю, у якого вхідними, є змінні А 1 , А 2 , ... А до і безліч МО Y, а вихідними - У 1 , В 2 , ... У s і Х. Для синтезу такого автомата проводять його декомпозицію, крайньому випадком якої є розбиття даного автомата на елементарні однорозрядні автомати; при цьому розглядається n - автоматів з двома станами.

У більшості реальних випадків немає необхідності в повній декомпозиції, оскільки МО, це сукупність дій над групами розрядів (сегментами); таким чином декомпозиція зводиться до розбиття поля МФР на сегменти, всередині яких дії, що виконуються над розрядами сегмента, ідентичні.

3. Розбиття множини МО на підмножини, сегментація відповідного формату даних

Безліч виконуваних регістром МО Y = {y 1, y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 , y 8 , y 9 } умовно можна розбити на дві підмножини:

Y 1 = {y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , y 5 , y 6 , y 7 } і Y 2 = { y 8 , y 9 }.

Перше безліч включає в себе такі МО, в результаті виконання яких відбуваються зміни вмісту регістра. Ці МО описуються оператором присвоювання

Рг: = f (A1, A2, A3, Рг),

де f - деяка функція від значень слів, що надходять по вхідних шинам - A1, A2, A3, а також від вмісту регістра Рг, яке існувало в ньому до моменту виконання даної МО.

До підмножині Y 2 віднесемо такі МО, в результаті виконання яких не відбувається зміна вмісту регістра, але здійснюється передача в деяку сукупність вихідних шин кодів, які залежать, в загальному випадку, і від умісту регістра Рг, і від кодів на вхідних шинах. Ці МО описуються оператором присвоювання виду:

В: = Ф (Рг, A3),

де В - вихідна шина, Ф - деяка функція від вмісту регістра Рг і вхідний шини А3.

Структура МФР з урахуванням розбивки безлічі МО Y на підмножини Y 1 і Y 2 представлена ​​на рис.1. Тут перша комбінаційна схема (КС1) управляється мікрооперацій з підмножини Y 1, а друга (КС2) - з підмножини Y 2 , власне регістр може бути синхронним або асинхронним. Схемою КС3 виробляються ознаки Х результату обробки регістром вхідних змінних А і, можливо попереднього значення регістра. Методика розбиття на сегменти, то є сегментація, заснована на тому, що по черзі розглядається кожна МО, виконувана МФР або шиною, при цьому виявляються розряди регістра (шини), які виконують одну і ту ж функцію. Потім розглядається вся сукупність МО (при синтезі КС1-Y1, KC2-Y2) і проводиться перетин вихідних сегментів: при цьому утворюються нові сегменти, які також складають розрядне поле МФР або шини.

Рис.1. Структура МФР

4. Формування функцій збудження для T тригера

4.1 Функції збудження

За завданням: тип тригера - T (синхронний):

Q (t) Q (t + 1) T 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1