СОДЕРЖАНИЕ
          1. Техническое задание......................2

          2. Введение.................................3

          3. Анализ технического задания..............4

          Приложение 1................................7

          Приложение 2................................8

          Приложение 3................................9

          Приложение 4...............................10

          Список литературы..........................11






                       1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
          Разработать устройство деления 16-ти разрядных чисел с плавающей

     запятой, где :
          ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
          1.1. Формат входных данных - двоичные числа с  плавающей  запятой,

               представленные в прямом коде
          1.2. Длина одного слова 16 бит, где:

               - порядок - 7 бит

               - знаковая часть - 1 бит

               - мантисса - 7 бит

               - знаковая часть - 1 бит
          1.3. Диапазон представления чисел:

               от - 2_а0_А + 2_а-15_А   до 2_а0_А - 2_а-15
          1.4. Точность представления чисел : 2_а-15
          1.5. Обнаружение одиночных ошибок в операции деления.




                            2. ВВЕДЕНИЕ

          В современных ЭВМ один из основных элементов является  блок  АЛУ(арифметико-логическое устройство), которое осуществляет арифметические и логические операции над поступающими в ЭВМ  машинными  словами.Важнейшей операцией, выполняемой в АЛУ,  является  операция  деления,которая может проводиться над двоичными числами с фиксированной запятой, двоичными числами с плавающей запятой, десятичными целыми числами и т.д.

          В данной курсовой работе деление производится над двоичными числами с плавающей запятой, причем для улучшения надежности  и  быстродействия данной схемы используются микросхемы, применяемые для создания современных ЭВМ (в том числе и для ЭВМ, создаваемых в  НПО  "Персей").


                     3. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

          3.1. Техническое задание представляет собой задачу создания  устройства деления для 16-ти разрядных чисел с плавающей запятой с  обнаружением ошибок.

          В ЭВМ числа с плавающей запятой в общем случае представляются  ввиде:

                  X = S_рp_Аg  ; g < 1,

          где: g  - мантисса числа X;          S_аp_А - характеристика числа X;          p  - порядок;          S  - основание характеристики.

          Обычно число S совпадает с основанием мантиссы g. Мантисса  g  правильная дробь.     Порядок p, который можнт быть  положительным  или  отрицательнымчислом, определяет положение запятой в числе X.

          Для двоичных чисел число с плавающей запятой имеет вид:

                  X = 2_рp_Аg  ; g < 1,

          Структурно двоичное число с плавающей запятой в ЭВМ представленона рис. 1. в Приложении 1.

     3.2. ДЕЛЕНИЕ КАК АРИФМЕТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ В ЭВМ

          3.2.1. В ЭВМ для выполнения арифметических и логических преобразований служит арифметическо-логические устройства (АЛУ).     Преобразования над операндами (словами) представляют собой  сложение, вычитание, вычитание модулей, умножение и деление. Это арифметические операции. Группу  логических  операций  составляют  операциидизъюнкции и конъюнкции.     Специальные арифметические операции включают нормализацию, арифметический сдвиг, логический сдвиг.

          По способу представления чисел различают следующие типв АЛУ:

          - для чисел с фиксированной запятой;     - для чисел с плавающей запятой;     - для десятичных чисел.


          3.2.2. Деление чисел с плавающей запятой выполняется в  соответствии с формулой:

                  X    S_аpx_Аgx            gx            --- = ------ = S_аp_АX_а-py_А ---             Y    S_аpy_Аgy            gy  .

     При делении чисел с плавающей запятой  мантисса  частного  равначастному от деления мантиссы делимого на мантиссу делителя, а порядокчастного - разности порядков делимого и делителя. Частное  нормализуется и ему присваивается знак "плюс", если делимое и  делитель  имеютодинаковые знаки ; и знак "минус", если делимое и делитель имеют разные знаки.

          3.2.3. Таким образом нахождение частного сводится  к  выполнениютрех операций:

          - определение знака частного;     - определение порядка частного;     - определение мантиссы частного.

          Структурно все эти операции представлены на рис.2 в Приложении 1.

          В соответствии с техническим заданием, необходимо проводить контроль над конечным результатом, т.е. обнаружить одиночную ошибку. Дляданного задания обнаружение  одиночной  ошибки  производится  методомсравнения.     Структурная схема разработанного устройства показана на рис. 2-ав Приложении 2.

          3.2.4. БЛОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА ЧАСТНОГО

          В соответствии с Рис.1 в Приложении 1 знаки порядка  и  мантиссычастного будут зависеть от одноименности  или  разноименности  знаковпорядков и мантисс делимого и делителя.     Однако знаки порядка и мантиссы частного определяются  по-разному. А именно:    -- Для определения знака мантиссы частного рассмотрен двухтактный     счетчик (рис.3 в Приложении 1.). При поступлении информации счи     таетсч, что комбинация одноименных значений (00 или 11) дает ко     нечную информацию -"0" (т.е. "+" или "отсутствие знака"). В про     тивном случае информация - "1" (т.е. "-" или  "наличие  знака").     Организуются 2 такта работы.    -- Определение знака порядка производится с помощью  сложения  по     модулю 2. Этот элемент схемы входит в блок  определения  порядка     частного (см. рис.4 в Приложении 3.). Наличие знака дает  инфор     мацию по прямому выходу (это есть"1"), в противном случае инвер     сный выход дает информацию "0".
          3.2.5. БЛОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРЯДКА ЧАСТНОГО            (рис.4 в Приложении 3).

          Определение порядка сводится к "вычитанию" порядков  делимого  иделителя. Порядки операндов и их знаки  поступают  в  регистры  Рг.1,Рг.2, Зн.Рг.1 и Зн.Рг.2 соответственно. Затем в сумматоре  происходит"вычитание", т.е. сложение порядка делимого и делителя. Причем  порядок делителя представлен в дополнительном коде. После этого  вся  информация поступает в регистр результата Рг.Р.

          3.5.6. ОБНАРУЖЕНИЕ ОДИНОЧНОЙ ОШИБКИ

          Для этой цели используется поразрядное сравнение основной и дублирующей информации по модулю 2. Несовпадение информации  выдает  "0"или ошибку.(См. рис.2-а в Приложении 2).






                                                             Приложение 1.

                            ┌────────────────────┐

                            │Магистраль операндов│

                            └──────────┬─────────┘

             ┌───────────────┬─────────┴────┬───────────────┐

          ┌──┴───┐     ┌─────┴─────┐    ┌───┴───┐    ┌──────┴─────┐

          │Знак Р│     │Порядок (Р)│    │Знак m │    │Мантисса (m)│

          └──────┘     └───────────┘    └───────┘    └────────────┘
                           Рис. 1. Представление двоичного числа

                                   с плавающей запятой.
          ┌──────────────────┬─────────────────┬──────────────────┐

          │Блок определения  │      Блок       │       Блок       │

          │     знака числа  │   определения   │    определения   │

          ├────────┬─────────┤ порядка частного│ мантиссы частного│

          │Знак    │  Знак   │                 │                  │

          │порядка │ мантиссы│                 │                  │

          └────────┴─────────┴─────────────────┴──────────────────┘
                           Рис. 2. Нахождение частного.
                                                 │

                                                 │

                                                 │

                                                 │

                       ┌───────────┐      ┌──────┴──────┐

                 ──────┤ 1         │      │  &          │

                       │           ├──────┤             │

                 ──────┤           │      │             │

                       └───────────┘      └──────┬──────┘

                                                 │

                                                 │
                                          ┌─────────────┐

                                          │             │

                                          │  Счетчик    │

                                          │             │

                                          └─────────────┘
                           Рис. 3. Блок определения знака мантиссы

                                   частного с помощью двухтактового

                                   счетчика.


                                                             Приложение 2.
                                                  Магистраль

                                  ┌─────────────────────────────

                                  │

                                  │

                    ┌─────────────┴─────────────┐

                    │                           │

                    │                           │

           ┌────────┴────────┐          ┌───────┴────────┐

           │                 │          │                │

           │     УД          │          │     УДg        │

           │                 │          │                │

           │  (Устройство де-│          │ (Устройство де-│

           │ления)           │          │ления   дублиру-│

           │                 │          │ющее)           │

           │                 │          │                │

           └────────┬────────┘          └────────┬───────┘

                    │                            │

                    │    16                      │   16

                    │                            │

                 ├──┴────────────────────────────┼────┤

                                                 │

                                                 │

                 ├───────────────────────────────┴────┤
                 ┌────────────────────────────────────┐

                 │                                    │

                 │    mod 2                           │

                 │                                    │

                 └─────────────────┬──────────────────┘

                                   │

                                   │

                                   │     16

                                   │

                 ├─────────────────┼──────────────────┤

                                   │

                                   │

                 ┌─────────────────┴──────────────────┐

                 │      1                             │

                 │                                    │

                 │                                    │

                 │                                    │

                 └─────────────────┬──────────────────┘

                                   │

                                   │

                                   │  Сигнал ошибки "1"
                           Рис. 2-а. Структурная схема устройства деления

                                     с обнаружением одиночных ошибок.




                                                             Приложение 3.
                           Магистраль операндов

                         ────────────┬─────┬─────

                                     │     │

                                ┌────┼─────┴───────────────┐

                                │    │                     │

                                │    │                     │

               ┌────────────────┼────┴───────┐

             │

               │                │            │             │

          ┌────┴───┐            │       ┌────┴───┐         │

          │Зн.Рг.1 │            │       │Зн.Рг.2 │         │

          └──┬─────┘            │       └───┬────┘         │

             │                  │           │              │

             │             ┌────┴───┐       │         ┌────┴───┐

             │             │  Рг.1  │       │         │  Рг.2  │

             │             └────┬───┘       │         └─┬────o─┘

             │                  │           │           │    │

             │                  │           │           │    │

             │      ┌───────────┼───────────┘           │    │

             │      │           │                       │    │

          ┌──┴──────┴───┐       │        ┌──────────├───┴────┼────┤

          │  mod 2      │       │        │          ├────────┴────┤─┐

          │             │       │        │          ┌─────────────┐ │

          └──┬──────o───┘       │        │          │ 1           │ │

             │      │           │        │          │             │ │

             │      │           │        │          └───────┬─────┘ │

             │      └───────────┼────────┘                  │       │

             │                  │         ┌─────────────────┘       │

             │                  │         │                         │

             └──────────────────┼─────────┼─────────────────────────┘

                                │         │

                           ─────┴───   ───┴─────
                                    СМ

                               ──────┬───────

                                     │

                                     │

                          ┌──────────┴───────────┐

                          │       Рг. Р.         │

                          │                      │

                          └──────────┬───────────┘

                                     │

                                     │

                                     o
                           Рис. 4. Определение порядка частного и его

                                   знака (mod 2).



                                                             Приложение 4.
                                        │  Магистраль

           ┌─────────────┐  ┌───────────┴───────────────────┐

           │             │  │                           ┌───┴────────────┐

           │    ├────────┼──┴──────┤                    │  Рг. д-ль      │

           │  ┌─┼────────┴─────────┤                    └───o────────────┘

           │  │                                             │

           │  │    ─────────────────                        │

           │  │      Рг. р. Р.                              │

           │  │ ──────────────┬──                           │

           │  │               │                             │

           │  │               │                             │

           │  │               │                             │

           │  │          ─────┴────────────     ────────────┴─────

           │  │                                                      +"1"

           │  │                      СМ                           ─────

           │  │

           │  │             ──────┬──────────┬────────────────

           │  │            ┌──────┘          │

           │  │            │          ┌──────┴───────┐

           │  │            │          │   Рг. Р.     │

           │  │            │ Р        └──────┬───────┘

           └──┼────────────┼─────────────────┘

              │            │

              │     ┌──────┴──────┐

              │     │   Тг.       │

              │     │             │

              │     └──┬──────o───┘               ─────────────────

              │        │      │                     Рг.

              │        │      │                ┌────────────────

              │        └──────┼────────────────┤

              │               │

              └───────────────┘
                           Рис. 5. Блок определения мантиссы частного.



                          СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
          1. Коган Б.М. "Электронные вычислительные машины и системы",

             М. 1979г.
          2. Граф Ш., Гессель М., "Схемы поиска неисправностей",

             М. 1989г.




          МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
                                             ВЕЧЕРНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                                             ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
                        КУРСОВАЯ РАБОТА
                                 по курсу

                   ПРИКЛАДНАЯ ТЕОРИЯ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ
                                           Студент гр. ВСЦ-12-91

                                              Крючков Дмитрий
                                МОСКВА 1995г.