Применение цифровых устройств, построенных на интегральных микросхемах. Определение состояний и кодирование цифровых аппаратов. Построение графа функционирования. Таблица функционирования комбинационного узла. Выведение уравнений работы автомата.
Аннотация к работе
Федеральное агентство связи КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Вычислительная техника» на тему: «Синтез управляющего устройства процессора в форме «Автомата Мили»Широкое внедрение цифровой техники во многие отрасли науки и техники тесно связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габариты и массу, ненадежно работали изза большого количества элементов и особенно паяных соединений. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а в последнее время многие десятки и сотни тысяч и даже миллионы компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность отдельной микросхемы мало зависит от количества элементов и близка к надежности одиночного транзистора, а потребляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко уменьшается по мере повышения степени интеграции.Постановка задачи: По заданному алгоритму функционирования управляющего устройства процессора с жесткой логикой синтезировать принципиальную электрическую схему на заданной серии интегральных микросхем и типе триггеров.Принцип программируемой логики предполагает использование одной или нескольких БИС некоторого универсального устройства, функционирование которого обеспечивается заключением в память устройства определенной программы. В зависимости от программы такое устройство может выполнить самые разнообразные функции. Операционное устройство (ОУ) - устройство, в котором выполняются операции. Управляющее устройство (УУ) координирует действия узлов операционного устройства; оно вырабатывает в некотором временной последовательности управляющие сигналы, под действием которых в узлах операционного устройства выполняются требуемые действия. Процесс функционирования операционного устройства распадается на последовательность элементарных действий в его узлах: 1) установка регистра в некоторое состояние (например, запись в регистр R1 числа 0, обозначаемая R1 < 0);Значение выходных сигналов такого устройства зависит не только от аргументов на входе в данный момент времени, но и от предыдущего состояния автомата, которое фиксируется элементами памяти. Каждое внутреннее состояние цифрового автомата определяется исходным состоянием триггеров и последовательностью входных сигналов, действующих на входе в данный момент времени, поэтому такие устройства называются последовательностными схемами. В общем случае структурная схема цифрового автомата может быть представлена в виде набора трех узлов: комбинационной схемы формирования выходных сигналов, комбинационной схемы формирования сигналов управления триггерами и, собственно, памяти (рис.2) Комбинационная схема формирования выходных сигналов создает сигналы У1, У2,…УР. которые могут использоваться для управления некоторыми узлами, для активизации процессов в других схемах. Эти сигналы могут зависеть только от внутренних состояний: в этом случае устройство принято называть автоматом Мура.На заданной по варианту блок-схеме алгоритма проставим состояния цифрового автомата.Для расчета числа триггеров воспользуемся формулой: N?log2an где an - количество состояний в алгоритме Каждый выход фиксируется в таблице, затем этому выходу присваивается «0» или «1» в зависимости от выбранного состояния автомата.Кругами обозначаются состояния, а дугами переходы из одного состояния в другое.Для заполнения таблицы работы нам понадобится таблица переходов JK-триггера.Сигналы управления триггерами
D4 D3 D2 D1 y7 y6 y5 y4 y3 y2 y1
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1
0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0
0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1
0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1
0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0
0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0
1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0
1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1
0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0
1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0Для упрощения функций можно применить минимизацию.При подаче на триггеры импульса синхронизации, на вход дешифратора с выходов триггеров подается сигнал 1010.В процессе выполнения курсовой работы по дисциплине «Вычислительная техника» мною были закреплены полученные теоретические знания и практические умения.
План
Содержание цифровой микросхема аппарат автомат
Введение
1. Задание
2.1 Теоретическая часть
2.2.1 Построение процессоров
2.2.2 Цифровые автоматы
2.2 Практическая часть
2.2.1 Определение состояний Ц. А 2.2.2 Кодирование состояний Ц.А 2.2.3 Построение графа функционирования