Курсовая работа - Синтез комбинационных схем (курсовая Вариант №6)

Посмотреть архив целиком

Московский авиационный институт

(Государственный технический университет) «МАИ»

Факультет радиоэлектроники летательных аппаратов

Кафедра 403 «Электронно-вычислительные средства и информатика»







Расчётно-графическая работа по курсу

«Вычислительные системы и микропроцессорная техника»

Синтез комбинационных схем
















Выполнил: студент гр. 04-427

Баклашов И. С.

Проверил: доцент

Щеглов А.В.













Москва, 2010 г.

Оглавление

  1. Задание на проектирование………………………………………………..3

  2. Уточнение задания…………………………………………………………4

  3. Разработка схемы алгоритма и составление операционного описания ..7

  4. Составление операционного описания…………………………………...9

  5. Разработка функциональной схемы устройства………………………..12

  6. Построение управляющего автомата с жесткой логикой………………13

  7. Сокращенная таблица переходов и выходов автомата Мили………….18

  8. Построение УА с программируемой логикой…………………………..21

  9. Структурная схема УА с естественной адресацией…………………….24

  10. Список литературы…………………………...………………………….25























Задание на проектирование

Вариант №6

Даны два параллельных кода A{1:32} и B{1:32}. Сформировать коды номеров совпавших разрядов и подсчитать их количество.































Уточнение задания

Первоначальная формулировка задания выглядит следующим образом: даны два параллельных кода A{1:32} и B{1:32}. Сформировать коды номеров совпавших разрядов и подсчитать их количество.

Такая формулировка является явно недостаточной, задание требует дополнительной информации.

Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ, а само устройство подтверждает выда­чу кода номеров совпавших разрядов и номера разрядов, в которых совпадают значения разрядов двух параллельных кодов кода A{1:32} и B{1:32}, генерацией импульсов считывания УСЧИТ_КОЛ и УСЧИТ_НОМ.

Будем считать, что смена кодов осуществляется по положительному фронту импульсов ГИ, длительность импульсов СТРОБ и УСЧ равны периоду тактовой последовательности и положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом им­пульсов ГИ.

Далее определим разрядности выходных кодов. Выходной код НОМКОД{1:k} по заданию равен номерам кодов совпавших разрядов двух параллельных кодов A{1:32} и B{1:32}. Заметим, что наибольшим значением номера кода совпавшего разряда, который мы можем получить, является самый старший разряд равный 32, что потребует формирование шестиразрядного выходного кода НОМКОД{1:6}, так как (32)10=(100000)2, что потребует шестиразрядной шины.

Выходной код КОЛИЧ{1:k} по заданию равен количеству совпавших разрядов двух параллельных кодов A{1:32} и B{1:32}. Заметим, что в случае совпадений всех разрядов двух параллельных кодов, мы имеем максимальное количество совпавших разрядов равное 32, что потребует формирование шестиразрядного выходного кода КОЛИЧ{1:6}, так как (32)10=(100000)2 ,что потребует шестиразрядной выходной шины.

Итак, задание на проектирование может быть выражено в виде функциональной схемы и эпюр напряжения, изображенных на рис. 1. Входные данные приходящие по двум параллельным кодам сопровождаются управляющим сигналом СТРОБ (передний фронт сигнала СТРОБ совпадает с установившимися сигналами на шинах A и В). Выходные данные КОЛИЧ{1:6}, формируемые устройством, сопровождаются управляющим сигналом УСЧ_КОЛ, чтобы последующие устройства знали в какой момент времени необходимо считать результат работы нашего устройства. Выходные данные НОМКОД{1:6}, формируемые устройством, также сопровождаются управляющим сигналом УСЧИТ_НОМ (передний фронт сигнала УСЧИТ_НОМ совпадает с установившимся сигналом на шине НОМКОД). Считывание данных происходит по переднему фронту управляющих сигналов.


















Разработка схемы алгоритма и составление операционного описания


Примем, что два параллельных кода А и В записываются в сдвигающий ре­гистр РГД, который обеспечивает просмотр всех разрядов ко­дов А и В, начиная с первого. Это организуется засылкой в разряд РГД{1} значений разрядов РГД{2}, РГД{3} и т.д. путем сдвига ко­да регистра на один разряд влево. Будем подсчитывать число совпавших разрядов в счетчике количества СЧ_КОЛ{1:6}. Выходной код из счетчика СЧ_КОЛ{1:6} будем подавать на шину КОЛИЧ{1:6}. Номера разрядов, в которых произошло совпадение будем считать в счётчике номеров СЧ_НОМ{1:6}. Выходной код будем из счетчика СЧ_НОМ{1:6} подавать на шину НОМКОД{1:6}.

Работу устройства организуем следующим образом. В начале ожидаем прихода управляющего сигнала СТРОБ, как только СТРОБ пришел - обнулим содержимое счетчика единиц и запишем результат сложения по модулю два двух кодов А и В в РГД. В случае если РГД==0 завершаем процесс анализа. Проанализируем значение первого разряда регистра РГД (РГД {1:1}). Если он содержит единицу, то произведем счет числа комбинаций и подготовим устрой­ство к работе в следующем цикле - сдвинем содержимое регистра РГД влево на один разряд, с записью в освободившийся разряд нуля, и увеличим содержимое счётчика номера разряда на единицу. Прове­рим, не равен ли РГД нулю. Если РГД равен 0, то закон­чим процесс, если нет - продолжим его для следующего разряда вход­ного кода.

Завершение работы устройства связано с просмотром количества разрядов, что определяется появлением признака РГД==0.

Схема алгоритма преобразования изобра­жена ниже.









НЕТ

ДА

НЕТ

ДА

НЕТ





Есть























Данный алгоритм может быть адаптирован в алгоритм функционирования операционного устройства, если его шаги будут выражены в терминах работы операционных элементов.


Составление операционного описания

МИКРОПРОГРАММА 1

ПЕРЕМЕННЫЕ

ВХОДНЫЕ: A {1:32}, B {1:32}, СТРОБ;

ВНУТРЕННИЕ: РГД {1:32}, СЧ_НОМ{1:6}, СЧ_КОЛ{1:6},

ГОТ;

ВЫХОДНЫЕ: КОЛИЧ{1:6}= СЧ_КОЛ{1:6}, НОМКОД{1:6}=

СЧ_НОМ{1:6}, УСЧ_НОМ, УСЧ_КОЛ, УГОТ;

ПРИЗНАКИ

Р1=;

Р2= РГД{1:32}==0;

Р3=;

УПРАВЛЯЮЩИЕ СИГНАЛЫ: УЗАП1, УЗАП2, УСЧ_НОМ, УСЛОЖ,

УСЧ_КОЛ, УГОТ, УН1, УН2, УСЧКОЛ, УСЧНОМ, УСДВ, ГОТ;

ПРОЦЕДУРА

УГОТ: ГОТ:=1

М1 ЕСЛИ Р1, ТО М1;

УСЛОЖ: РГД:=РГА mod2 РГВ;

УН1: СЧ_КОЛ:=0;

УН2: СЧ_НОМ:=0;

УСБР: ГОТ:=0;

М2 ЕСЛИ Р2, ТО М4;

ЕСЛИ Р3, ТО М3;

УСЧКОЛ: СЧ_КОЛ:=СЧ_КОЛ+1;

УСЧИТ_НОМ:;

М3 УСДВ: РГД:=РГД{2:48}.0;

УСЧНОМ: СЧ_НОМ= СЧ_НОМ+1;

ИДТИ К М2;

М4 УСЧИТ_КОЛ:;

УГОТ: ГОТ:=1;

КОНЕЦ.


Оптимизируем микропрограмму 1, путем обозначения эквивалентных сигналов: УЗП =УН1=УН2=УСБР;

УСДВ_СЧ=УСДВ= УСЧНОМ;




















МИКРОПРОГРАММА 2

ПЕРЕМЕННЫЕ

ВХОДНЫЕ: A {1:32}, B {1:32}, СТРОБ;

ВНУТРЕННИЕ: РГД {1:32}, СЧ_НОМ{1:6}, СЧ_КОЛ{1:6},

ГОТ;

ВЫХОДНЫЕ: КОЛИЧ{1:6}= СЧ_КОЛ{1:6}, НОМКОД{1:6}=

СЧ_НОМ{1:6}, УСЧ_НОМ, УСЧ_КОЛ, ГОТ;

ПРИЗНАКИ

Р1=;

Р2=

Р3=;

УПРАВЛЯЮЩИЕ СИГНАЛЫ: УЗП1,УГОТ, УСЧИТ_НОМ,

УСДВ_СЧ, УСЧИТ_КОЛ;

ПРОЦЕДУРА

УГОТ:;

М1 ЕСЛИ Р1, ТО М1;

УЗП: СЧ_КОЛ:=0, СЧ_НОМ:=0, ГОТ:=0;

РГД:=А mod2 В;

М2 ЕСЛИ Р2, ТО М4;

ЕСЛИ Р3, ТО М3;

УСЧИТ_НОМ: СЧ_КОЛ:=СЧ_КОЛ+1;

М3 УСДВ_СЧ: РГД:=РГД{2:48}.0, СЧ_НОМ= СЧ_НОМ+1;

ИДТИ К М2;

М4 УСЧИТ_КОЛ: ;

УГОТ: ГОТ:=1;

КОНЕЦ.


Разработка функциональной схемы устройства.

Функциональная схема операционного автомата (ОА), составленная в соответствии с микропрограммой 2:


Устройство ГОТ устанавливает выходной сигнал УГОТ в положение 1 или 0 в зависимости от входного управляющего сигнала. Управляющий автомат генерирует управляющие сигналы сдвига УСДВ до момента появления признака обнуления Р2, после чего формирует импульсы считывания УСЧИТ_НОМ и УСЧИТ_КОЛ. Управляющий автомат может быть построен как с жесткой логикой, так и с программируемой логикой.





Построение управляющего автомата с жесткой логикой

Кодированная граф-схема алгоритма





1



0





0

0



1

1










Конечный автомат может быть построен и как автомат Мура, и как автомат Мили. Построение графов переходов и выходов УА осуществляется на основании отмеченных граф-схем алгоритмов. Выбор автомата Мура или Мили определяется минимальным числом состояний.




Автомат Мура

Отмеченная граф-схема алгоритма:

а0






а1





а2




1



0



а3





0



1

0

1


а6




а4




а5





а0












Случайные файлы

Файл
56614.rtf
9401-1.rtf
133000.rtf
47993.rtf
64625.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.