Курсовая Разработка функционального устройства
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
МОСКОВКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(государственный технический университет)
Кафедра 403
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
«Вычислительные системы и микропроцессорная техника»
Выполнил
студент группы 04-512
Гуреев И.А.
Консультировал
Мальшаков Г.В.
2010 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Уточнение задания …………………………………………………………3
2. Разработка схемы алгоритма и составление операционного описания….5
3. Построение функциональной схемы операционного автомата…………..7
4. Управляющий автомат с жесткой логикой………………………………....8
5. Управляющий автомат с программируемой логикой……………………..12
6. Функциональная схема автомата с программируемой логикой………….15
7. Построение принципиальной схемы……………………………………….16
8. Временные диаграммы………………………………………………………17
9. Список литературы…………………………………………………………..18
ЗАДАНИЕ
По шинам А{1:8} и В на вход устройства поступает 16-ти разрядный код по байтам (первый байт по шине А параллельно, второй по шине В последовательно). Определить число комбинаций 11011 в пришедшем коде, результат выдав по отдельной шине С.
УТОЧНЕНИЕ ЗАДАНИЯ
1. Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ, а само устройство подтверждает выдачу кода числа единичных символов генерацией импульса считывания УСЧИТ.
Выберем тактовую синхронизирующую последовательность импульсов. Пусть в разрабатываемом устройстве она будет общей для источника, устройства преобразования и потребителя информации (внешняя синхронизация). Пусть частота ГТИ равна 5 МГц.
Будем считать, что смена кодов А, В и С осуществляется по положительному фронту импульсов ГТИ, длительность импульсов СТРОБ и УСЧИТ равна длительности импульсов тактовой последовательности, а положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом импульсов ГТИ.
2. Определим разрядность выходного кода. Максимальное число возможных последовательностей 11011 в 16-ти разрядном коде равно 11, следовательно, оно потребует формирования на выходной шине 4-х разрядного кода.
3. Входные данные, приходящие по шинам A
{1:8} и B
, сопровождаются управляющими сигналами СТРОБ (передний фронт сигнала СТРОБ совпадает с установившимся сигналом на шинах A
и B).
Выходные данные C
{1:4} формируемые устройством сопровождаются управляющим сигналом УСЧИТ (передний фронт сигнала УСЧИТ совпадает с установившимся сигналом на шине C), что бы последующие устройства знали, в какой момент времени необходимо считать результат работы нашего устройства. Считывание данных происходит по переднему фронту управляющих сигналов.
Примем, что в разрабатываемом устройстве не требуется введения внутренней индикации, и не будем пока накладывать никаких ограничений на потребляемую устройством мощность и, следовательно, на выбор оптимальной элементной базы.
Временные диаграммы
ГТИ: t
t
t
Шина В:
t
t
t
РАРАБОТКА СХЕМЫ АЛГОРИТМА
И СОСТАВЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО ОПИСАНИЯ
нет
РГ3{3}&РГ3{4}&РГ3{5}=1
нет
да
нет
да
Микропрограмма 1
Переменные:
входные: А{1:8}, В, строб;
внутренние: РГ1{1:8}, СЧ1{1:4}, СЧ2{1:4};
внешние: УСЧИТ, С{1:4}:=СЧ1{1:4};
Признаки:
Р1:= ù СТРОБ;
Р2:= РГ3{1}&РГ3{2}&ù РГ3{3}&РГ3{4}&РГ3{5}=1;
Р3:=СЧ2{3}&(СЧ2{2}|СЧ2{1}|СЧ2{0});
P4:=СЧ2{1:4}=11;
Процедура:
М1 если Р1, то М1;
УЗП: РГ1{1:8}:=А{1:8};
УН1: СЧ1:=0;
УН2: СЧ2:=0;
М2 если Р2, то М3;
УСЧ1: СЧ1:=СЧ1+1;
если Р3, то М3;
если Р1, то М3;
М3 если Р4, то М4;
УСДВ: РГ1{1:8}:=РГ1{2:8}.B;
УСЧ2: СЧ2:=СЧ2+1;
идти к М2;
М4 С{1:4}:=СЧ1{1:4},
УСЧИТ;
конец;
после упрощения микропрограмма принимает вид:
Микропрограмма 2
Переменные:
входные: А{1:8}, В, строб;
внутренние: РГ1{1:8}, СЧ1{1:4}, СЧ2{1:4};
внешние: УСЧИТ, С{1:4}:=СЧ1{1:4};
Признаки:
Р1:= ù СТРОБ;
Р2:= РГ3{1}&РГ3{2}&ù РГ3{3}&РГ3{4}&РГ3{5}=1;
Р3:=СЧ2{3}&(СЧ2{2}|СЧ2{1}|СЧ2{0});
P4:=СЧ2{1:4}=11;
Процедура:
М1 если Р1, то М1;
УЗП: РГ1{1:8}:=А{1:8}, СЧ1:=0, СЧ2:=0;
М2 если Р2, то М3;
УСЧ1: СЧ1:=СЧ1+1;
если Р3, то М3;
если Р1, то М3;
М3 если Р4, то М4;
УСДВ: РГ1{1:8}:=РГ1{2:8}.B, СЧ2:=СЧ2+1;
идти к М2;
М4 С{1:4}:=СЧ1{1:4},
УСЧИТ;
конец;
Функциональная схема операционного автомата
Управляющий автомат с жесткой логикой
УА с жесткой логикой будем строить в виде классического конечного автомата – Мура или Мили.
Граф-схема для автомата Мура
а0
1
а1
а2
1
1
1
а0
Р2
Р1 ùР1 ùР2&Р3&P4+ùР2&ùР3&ùР1&P4
ùР3&ùР1&ùР4 ùР3&ùР1&Р4
УСДВ&P2
ùР2&Р3&P4&УСДВ+ùР2&ùР3&ùР1&P4&УСДВ
УСЧИТ
Граф-схема для автомата Мили а0
Р1
ùР1 &УЗП УСЧИТ&P4
Р2&P3&УСЧ1+ ùР2&P3+P2&ùР3&ùР1&УСЧ1+ùР2&ùР3&ùР1
УСДВ&ùР4
Для реализации выберем автомат Мили, т.к он имеет всего 3 состояния. Будм реализовывать его на D-триггере.
Построим таблицу переходов и выходов автомата Мили
| Вход | Состояние | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Управляющий автомат с программируемой логикой Составим каноническую форму микропрограммы синтезируемого операционного устройства (для АУ с естественной адресацией).
Будем считать, что устройство управления решает одну задачу, так что для его построения достаточно иметь ПЗУ, содержащие 10 ячеек. Тогда адрес ячеек ПЗУ будет выражаться четырехразрядным кодом А{3:0}. Для естественной адресации:
Первый разряд формата микрокоманды УА с естественной адресацией определяет признак микрокоманды (ПРМК): 0 - операционная микрокоманда, 1 - управляющая микрокоманда. Установим соответствие между метками и адресами переходов: M1=010=00002, M2=210=00102, M3=610=01102, M4=910=10012
Для принудительной адресации микрокоманда может одновременно содержать переходы и управляющие сигналы. Тогда для микрокоманды с принудительной адресацией:
Формат микрокоманды:
Установим соответствие между метками и адресами переходов: M1=010=0002, M2=210=0102, M3=510=1012, M4=710=01112 Теперь кодовое выражение микропрограммы УУ, используя каноническое описание и формат микрокоманды, может быть записано в следующем виде:
Сравнивая объем микропрограмм для управляющих автоматов с естественной и принудительной адресацией, мы убеждаемся в том, что принудительная адресация требует меньшего объема ПЗУ (в нашем случае 11 * 8 = 70 бит), чем естественная адресация (9 * 11 = 99 бит). Таким образом, реализация УА с принудительной адресацией в нашем случае более желательна. Функциональная схема УА с программируемой логикой P1P2P3P4 РМК{1:4} 4 3 РМК{9:11} сброс Анач Начальный адрес микропрограммы, равный 000, устанавливается сигналом СБРОС, и УА ждет прихода сигнала СТРОБ для продолжения работы. Построение принципиальной схемы Будем строить наше устройство на элементах серии K155 и К555, так как они обеспечивают устойчивую работу на заданной тактовой частоте 5 МГц. Управляющие сигналы S 0, S 1 обеспечивают запись кода А в регистр (S 0=1, S 1=1) и сдвиг влево (S 0=0, S 1=1), хранения (S 0=0, S 1=0). Их получаем из диаграмм Карно. Диаграммы Карно строятся для управляющих сигналов, воздействующих на регистр, в данном случае это сигналы: УЗП, УСДВ. Максимальная скорость работы устройства будет определяться временем перехода автомата из состояния а1 в состояние а2, следовательно можно записать: Максимальная частота: Временные диаграммы ГТИ t t t Список литературы 1. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Вычислительные устройства и микропроцессорная техника». 2. Конспект лекций по курсу «Вычислительные системы и микропроцессорная техника» А.В. Щеглов. 2. Курсовая Технология изготовления кристаллов полупроводниковых интегральных микросхем 3. Диплом на тему Лексико семантические особенности англоязычных заимствований в рус 4. Диплом Сравнительный анализ и оценка эксплутационных характеристик различных терминальных устройств инф 5. Курсовая на тему Расчёты ходкости и проектирование гребного винта 6. Реферат на тему Book Of Job Accusing Angel And The 7. Реферат на тему Federal Reserve System Essay Research Paper Why 8. Реферат на тему Damian Bluff Essay Research Paper IntroductionThe experiments 9. Реферат Антиинфляционная политика правительства Республики Беларусь 10. Реферат Формы фиктивного капитала Ценные бумаги | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
