Разработка структурной схемы и микропрограммы операционного устройства. Интерпретация микропрограммы в графы автоматов Мили и Мура. Выбор автомата по заданному критерию, синтез устройства управления по графу. Построение временной диаграммы работы.
Аннотация к работе
В разрабатываемой курсовой работе будет разработан контроллер АЛУ, отвечающий следующим требованиям: шестнадцатибитный формат данных с фиксированной точкой, выполнение операции сложения чисел в прямом коде в коде (8-4-2-1). Тип устройства управления, используемый автомат и элементы памяти будут выбраны самостоятельно в ходе выполнения работы.При использовании кода (8-4-2-1) число может быть знаковым и беззнаковым. Под знак отводится весь старший байт числа. При шестнадцатиразрядной организации нецелесообразно один байт из двух отдавать под знак, так как это сокращает диапазон представляемых чисел до двухразрядных десятичных чисел. Операционное устройство для выполнения операции сложения чисел в коде (8-4-2-1), имеющих шестнадцатиразрядную организацию с фиксированной точкой, состоит из следующих блоков: Рг1 вх - входной регистр первого слагаемого; Рг2 вх - входной регистр второго слагаемого;Микропрограмма начинает свою работу с приема первого слагаемого, сброса состояний триггеров межбайтного и межтетрадного переносов (блок 1). Затем производится прием второго слагаемого, сброс выходного регистра АЛУ и инициализация счетчика итераций (блок 2). После этого результат сложения записывается в выходной регистр десятичного сумматора (блок 4) и передается во вторые входные регистры сумматоров коррекции по-тетрадно (блок 5). Анализ младшей тетрады включает в себя проверку на наличие запрещенной комбинации (блок 6) и наличие межтетрадного переноса (блок 7). Затем производится проверка на наличие запрещенной комбинации (блок 11) или наличие межбайтного переноса (блок 12) для старшей тетрады.Анализирую полученные графы, можно сделать следующие выводы: граф автомата Мили имеет 11 состояний - на четыре состояния меньше, чем граф автомата Мура. Однако, поскольку у обоих автоматов количество состояний не превышает 16, после которого добавится еще один триггер, то для их реализации требуется одинаковое количество триггеров. А вот зависимость выходных сигналов автомата Мили не только от состояния, но и от входных сигналов приводит к существенному увеличению аппаратных затрат, так как требуется провести логический анализ не только условия перехода в состояние, но и вырабатываемых выходных сигналов (например, выходные сигналы y10, y11 зависят от входных сигналов х0, х1 и т.д., соответственно при формировании этих выходных сигналов необходимы дополнительные логические элементы). Значит на этапе формирования выходных сигналов автомат Мили требует больше аппаратных затрат, нежели автомат Мура. Принцип работы этого триггера подразумевает хранение одного разряда информации поступившего со входа D, при чем изменение состояния триггера возможно лишь с поступлением фронта синхросигнала.Функциональная схема УУ (см. приложение В) строилась по полученным функциям возбуждения для автомата Мура. Входами схемы явилась совокупность сигналов условий (х0, х1, х2, х3, х4) и их инвертированных состояний, объединенных в шину входа (Швх), вход сигнала запуска RESET и вход тактирующих работу устройства сигналов ТИ.Для упрощения временной диаграммы отображено сложение только одного байта числа, причем в ходе выполнения сложения возник межтетрадный перенос из младшей тетрады и запрещенная комбинация в старшей тетраде.В результате курсовой работы было разработан контроллер АЛУ, состоящий из операционного устройства и устройства управления.
План
Содержание
Введение
1. Разработка структурной схемы операционного устройства
2. Разработка микропрограммы работы операционного устройства
3. Интерпретация микропрограммы в графы автоматов Мили и Мура
4. Выбор автомата по заданному критерию
5. Синтез устройства управления по графу
6. Разработка функциональной схемы УУ
7. Построение временной диаграммы работы УУ
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В разрабатываемой курсовой работе будет разработан контроллер АЛУ, отвечающий следующим требованиям: шестнадцатибитный формат данных с фиксированной точкой, выполнение операции сложения чисел в прямом коде в коде (8-4-2-1). Разрабатываемый контроллер АЛУ должен быть построен с минимумом аппаратных затрат. Тип устройства управления, используемый автомат и элементы памяти будут выбраны самостоятельно в ходе выполнения работы.
Для разрабатываемого контроллера АЛУ должны быть разработаны его структурная схема и микропрограмма работы операционного устройства. Разработанная микропрограмма должна быть интерпретирована в графы автоматов Мили и Мура. На основании разработанных графов производится выбор автомата в соответствии с заданным критерием - минимум аппаратных затрат. На основании выбранного графа будет синтезировано устройство управления.
На основании синтезированного устройства управления должна быть разработана функциональная схема УУ и построена временная диаграмма работы.
Вывод
В результате курсовой работы было разработан контроллер АЛУ, состоящий из операционного устройства и устройства управления.
Разработка структурной схемы операционного устройства АЛУ производилась по заданному алгоритму сложения в коде (8-4-2-1). ОУ было выполнено для сложения двух шестнадцатиразрядных двоично-десятичных чисел. микропрограмма устроуство синтез диаграмма
Разработка устройства управления (УУ) производилась с использованием автомата Мура, выбранного в соответствии с заданным критерием минимума аппаратных затрат.
В ходе курсовой работы разработана структурная схема, микропрограмма работы операционного устройства, функциональная схема и построены временные диаграммы работы устройства управления.