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. Реферат Политические партии, их понятие и классификация 3. Реферат Оккупационный режим на территории Беларуси. Генеральный план Ост 4. Реферат на тему The Evolution Essay Research Paper The EvolutionIn 5. Контрольная работа Цели задачи и практика выполнения государственной программы Электронная Россия 6. Курсовая на тему Социально экономическое развитие Казахстана во второй половине XIX в 7. Реферат Преступление в сфере экономической деятельности 8. Реферат Антимонопольная политика 8 9. Реферат Мотивация как подсистема управления 10. Реферат Языковой закон | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
