Розгляд узагальненої структури арифметико-логічних пристроїв. Суть операційного та керуючого блоків. Етапи логічного проектування функціональних вузлів комп’ютерів. Аналіз мікропрограм операцій та їх графів. Особливість вибору інтегральних мікросхем.
Аннотация к работе
Метою даного курсового проекту є розробка спеціалізованого арифметико-логічного пристрою (АЛП) компютера. Початкові дані для проекту: - тип арифметичної операції - додавання/віднімання двійкових чисел; Крім операції додавання проектований пристрій повинен виконувати порозрядну логічну операцію NOR над кодами операндів. Для рішення поставленої задачі в курсовому проекті необхідно розробити: - граф-схему мікропрограми додавання і віднімання;В математичних моделях АЛП перший пристрій подається операційним автоматом, а другий - керуючим автоматом. Операційний автомат (ОА) приймає по входу А операнди, по входу Y - керуючі сигнали {y}, передає на вхід Z результати операції і формує множину значень логічних умов {x}. Інакше кажучи, керуючий автомат задає порядок виконання дій в операційному автоматі, який виходить з алгоритму виконання операцій. По відношенню до керуючого автомату сигнали коду операції, за допомогою яких кодується найменування операції, і повідомлювальні сигнали х1,…, хі, які формуються в операційному автоматі, грають однакову роль: вони впливають на порядок генерування керуючих сигналів y. Тому сигнали коду операції і умовні сигнали відносяться до одного класу - до класу повідомлювальних сигналів, які поступають на вхід керуючого автомату. тобто кожна операція - це визначена послідовність мікрооперацій.? які називаються мікроопераціями? що містить більш прості операції? що будь-яка операція розглядається як складна?В основі опису керуючих автоматів лежить принцип мікропрограмного керування.Проектування типових функціональних вузлів компютера містить у собі такі етапи: 1. Змістовна постановка задачі. Указують тип і розрядність проектованого вузла, особливості його звязків з іншими вузлами, тип схемної логіки, вимоги до швидкодії споживаної потужності. На основі аналізу розмірності задачі приймають рішення про проектування вузла як цілісної системи або, у випадку великої розмірності, розбивають його на модульно-розрядні частини. Наприклад, синтезується однорозрядний суматор і потім за допомогою ланцюгів перенесення будується регулярна структура багаторозрядного суматора. Логіку функціонування вузла задають таблицями істинності чи мікрооперацій, графом, картами Карно.Алгоритм додавання та віднімання двійкових чисел можна виконувати в обернених або доповняльних кодах. У сучасних компютерах часто операнди зберігаються у памяті і обробляються в доповняльних кодах. Алгоритм додавання (код команди K[1]) або віднімання (код команди К[2]) виконується у такій послідовності: - у регістри RGA і RGB із вхідної шини один за одним паралельним кодом записуються відповідні їм операнди під час операції віднімання (код команди К[2] = 1) операнд B безумовно інвертується; мікрооперації додавання або віднімання виконується в обернених модифікованих кодах протягом одного машинного такту;Функціональну схему шістнадцяти розрядного АЛП для виконання мікропрограми додавання та віднімання подано композицією модуля операційного блока МОБ і модуля керуючого блока МКБ. Схема АЛП містить: - регістри RGA і RGB для приймання і подальшого зберігання із вхідної шини Ш1 першого і другого операндів; схеми МОК для перетворення операндів на модифікований обернений код;Проектування модуля МКБ на основі автомата Мура з памяттю на Т-тригерах виконується у такій послідовності: 1 Розмічається закодований граф мікропрограми додавання і віднімання. Визначається максимальна кількість станів автомата Мура, яка дорівнює . 2 На основі розміченого графу мікропрограми будується граф автомата Мура, який інтерпретує мікропрограму додавання і віднімання.Для побудови швидкодіючих цифрових мікросхем рекомендується використовувати мікросхеми ТТЛШ другого покоління серій КР1530, КР1531 і КР1533. Для реалізації розряду П використовують мікросхему КР1533ЛП5, яка містить чотири логічні елементи ВИКЛЮЧАЛЬНЕ I. Два логічні елементи ВИКЛЮЧАЛЬНЕ I реалізують функцію, третій логічний елемент інвертує значення розряду перенесення від суматора. Четвертий логічний елемент ВИКЛЮЧАЛЬНЕ I використовується для вироблення ознаки переповнення. Для побудови логічних схем пристроїв використовують мікросхеми НЕ, дизюнкторів, конюнкторів.