Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Московський державний технічний університет ім. Н.Е. Баумана
Калузький філія
Факультет електроніки, інформатики та управління
Кафедра В«Комп'ютерні системи та мережіВ»
Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни
В«Схемотехніка ЕОМ В»
"Послідовний 16-ти розрядний суматор "
Калуга 2007
Технічне завдання
Розробити 16-ти розрядний послідовний суматор двійкових чисел з фіксованою коми. Забезпечити перетворення результату в код Грея і індикацію в десятковому коді. Передбачити кошти вбудованого контролю. В якості елементної бази вибрати серію з низькою споживаною потужністю.
Зміст
Введення
1. Теоретична частина
1.1 Класифікація існуючих суматорів
1.2 Послідовний суматор
1.3 Контроль роботи суматора
1.4 Перетворення коду
2. Елементна база
2.1 Вибір та обгрунтування елементної бази
2.2 Використані елементи
3. Схемотехнічне проектування
3.1 Блок опорних частот
3.2 Блок вибору числа
3.3 Блок введення числа
3.4 Блок виводу числа
3.5 Блок перетворень коду
3.6 Суматор
Висновок
Список літератури
<p>
Введення В основу будь арифметико-логічного пристрою ЕОМ входить суматор. Він виконує операції додавання і віднімання, причому операція віднімання в суматорі представляється, як операція додавання з негативним числом. Суматор використовується, як складова частина більш складних арифметико-логічних пристроїв.
В залежності від способу роботи суматори бувають паралельні і послідовні. В паралельному суматорі складання всіх розрядів відбувається практично одночасно, а в послідовному - по черзі від молодших розрядів до старших. Може проводитися складання чисел, як з фіксованою, так і з плаваючою коми.
Одна з важливих характеристик суматора - розрядність. Розряди підрозділяються на знакові і цифрові. Знакові розряди містять знак числа, цифрові містять число, над яким виконується операція додавання.
Існують три основних коду представлення чисел: прямий, зворотний і додаткові. При перекладі з одного коду в інший змінюються тільки цифрові розряди. Знакові розряди залишаються постійними в будь-якому коді.
У даній роботі був спроектований послідовний 16-ти розрядний суматор (2 знакових розряду і 14 цифрових) з фіксованою комою. Суматор виконує додавання чисел у зворотному коді. У разі, якщо після складання знакові розряди відрізняються, фіксується переповнення. У процесі схемотехнічного проектування суматора були враховані такі особливості пристроїв послідовного дії, як подача синхросигналу і узгодження тимчасових затримок.
1. Теоретична частина
1.1 Класифікація існуючих суматорів
Суматор - це електронний вузол, призначений для виконання мікрооперації арифметичного складання (підсумовування) двох чисел (слів). При додаванні двох чисел, представлених у вигляді двійкових кодів A (a 0 , a 1 , ... a n ) і B (b 0 , b 1 , ... b n ) утворюється сума S (s 0 , s 1 , ... s n ). Значення ix розрядів утворюється в Відповідно до правила:
S i = a i + b i + p i -1 ; p i = 0 - при (a i + b i + p i -1 ) i = a i + b i + p i -1 ; p i = 1 - при (a i + b i + p i -1 )> = q,
де: S i - сума в i-му розряді, p i -1 - перенесення з сусіднього молодшого розряду, q - основа системи числення.
Суматори класифікують:
- По прийнятій системі числення та кодування розрізняють: двійкові, двійково-десяткові, десяткові та ін;
- В Залежно від кількості входів і виходів бувають: суматори за модулем 2, Непошарпаний і повні суматори;
- По способом організації процесу підсумовування однорозрядною суммирующей схеми: комбінаційного типу, нагромаджуючого типу та комбіновані;
- По способом організації ланцюгів переносу між розрядами: з послідовним, з паралельним, з груповим і з одночасним перенесеннями;
- По способу обробки багаторозрядних чисел розрізняють: послідовні, паралельні і комбіновані.
Для додавання багаторозрядних чисел суматор являє собою набір однорозрядних суматорів, що мають входи для доданків і перенесення з молодшого розряду і виходи суми і перенесення в старший розряд.
1.2 Послідовний суматор
Суматор для послідовних операндів містить всього один однорозрядних суматор, оброблювальний числа послідовно розряд за розрядом, починаючи з молодшого. Склавши молодші розряди (a 0 і b 0 ), однорозрядних суматор виробляє суму (s 0 ) для молодшого розряду результату і перенесення (c 0 ), який запам'ятовується на один такт.
У наступному такті складаються знов поступили розряди доданків (a 1 і b 1 ) з перенесенням з молодшого розряду (з 0 ) і т.д. Умовна схема послідовного n-розрядного суматора (рис. 1), крім одноразрядного двійкового суматора, містить зсуваються регістри доданків і суми, а також тригер, що запам'ятовує перенесення. Регістри і тригер тактирующие сигналом ТІ.
Рис. 1. Схема послідовного n-розрядного суматора.
1.3 Контроль роботи суматора
Для контролю роботи суматорів часто застосовують контроль по модулю два. Суть методу полягає в наступному:
нехай маються два складаємо числа (X і Y) і їх сума (S):
визначимо код парності суми:
замінимо, отримаємо:
Позначивши контрольні коди парності літерами k s , k x , k y і k p :
або
Отримане тотожність і визначає сутність контролю суматора, контролю складання двох чисел. Код парності суми дорівнює сумі по модулю два контрольних кодів доданків і контрольного коду переносу. Важливим висновком з отриманого контрольного співвідношення є необхідність формування та обліку контрольного коду переносу.
1.4 Перетворення коду
Перетворення двійкового числа в код Грея проводиться відповідно до табл. 1.
Таблиця 1
Двійкові
числа
Числа в
коді Грея
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 0 1 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
0 1 0 1
0 1 1 1
0 1 1 0
0 1 0 1
0 1 1 1
0 1 0 0
1 0 0 0
1 1 0 0
...
