Файл: Курсовой проект по дисциплине Прикладная теория цифровых автоматов.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 143
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Условное графическое обозначение спецпроцессора
2.1 Структурная схема операционного автомата спецпроцессора
2.2 Функциональные схемы формирования признаков выполнения n-й операции
2.3 Элементы функциональной схемы операционного автомата
3.1 Список осведомительных сигналов Х
3.2 Список управляющих сигналов Y
3.3 Граф-схема алгоритма выполнения арифметических операций
3.4 Словесное описание граф-схемы алгоритма
3.5. Таблицы работы операционного автомата
3 Разработка закодированной граф-схемы машинного алгоритма выполнения заданных арифметических операций
Перед тем, как составить закодированную граф-схему, необходимо обозначить списки осведомительных и управляющих сигналов (п. 3.1 и 3.2 далее). Граф-схема представлена далее в п. 3.3.
3.1 Список осведомительных сигналов Х
-
X1 – сигнал о выполнении условия A < 0, B ≥ 0, A ≥ 0, B ≥ 0, |A| < 0,25, |B| < 0,25; -
X2 – сигнал о выполнении условия A ≥ 0, B < 0, |A| < 0,5, |B| ≤ 0,5; -
X3 – сигнал проверки переполнения разрядной сетки; -
RA – сигнал о наличии на входе числа A; -
RB – сигнал о наличии на входе числа B.
3.2 Список управляющих сигналов Y
-
y1 – запись числа А в регистры RgA1, RgA2; -
y2 – сдвиг числа A в сторону старших разрядов; -
y3 – сдвиг числа A в сторону младших разрядов; -
y4 – запись числа B в регистры RgB1, RgB2, RgB3; -
y5 – сдвиг числа В в сторону старших разрядов; -
y6 – сдвиг числа B в сторону младших разрядов; -
y7 – запись результата с SM1; -
y8 – управляющий сигнал для SM2 (+1 в младший разряд если у8=1); -
y9 – сигнал для выбора адреса в мультиплексоре MUXB; -
y10 – управляющий сигнал для SM5 (+1 в младший разряд если у10=1); -
у11- запись результата операций в регистр RgS; -
OF – сигнал о переполнении; -
ER – сигнал о несоответствии ни одному из условий; -
RD – сигнал выдачи результата.
3.3 Граф-схема алгоритма выполнения арифметических операций
На рис. 19 обозначена граф-схема алгоритма выполнения заданных арифметических операций.
Рисунок 19 – Граф-схема алгоритма
3.4 Словесное описание граф-схемы алгоритма
Вершина 0. Проверка входного сигнала RA. Если на входе присутствует А (RA=1), то осуществляется переход в вершину 2. В противном случае процесс повторяется.
Вершина 1. Дополнительная пустая операторная вершина.
Вершина 2. По управляющему сигналу Y1 осуществляется запись числа А со входов спецпроцессора на регистры RgA1, RgA2. Осуществляется переход в вершину 3.
Вершина 3. Проверка входного сигнала RВ. Если на входе присутствует В (RВ=1), то осуществляется переход в вершину 5. В противном случае процесс повторяется.
Вершина 4. Дополнительная пустая операторная вершина.
Вершина 5. По управляющему сигналу Y4 осуществляется запись числа А со входов спецпроцессора на регистры RgВ1, RgВ2, RgB3. Осуществляется переход в вершину 6.
Вершина 6. Проверка осведомительного сигнала Х1 (группа условий для 2,5А+1,25В). Если Х1=1, то осуществляется переход в вершину 7. Если Х1=0, осуществляется переход в вершину 14.
Вершина 7. По управляющему сигналу Y2 осуществляется сдвиг влево в регистре RgА1. По управляющему сигналу Y3 осуществляется сдвиг вправо в регистре RgA2. По управляющему сигналу Y5 осуществляется сдвиг влево в регистре RgB1. По управляющему сигналу Y6 осуществляется сдвиг вправо в регистре RgB2. Осуществляется переход в вершину 8.
Вершина 8. По управляющему сигналу Y6 осуществляется сдвиг вправо в регистре RgB2. По управляющему сигналу Y7 осуществляется запись числа с SM1 в регистр RgА3. Осуществляется переход в вершину 9.
Вершина 9. По управляющему сигналу Y9 осуществляется коммутация входов 1.0-1.7 на входы Q0-Q7 на мультиплексоре MUXB. Осуществляется переход в вершину 10.
Вершина 10. По управляющему сигналу Y11 осуществляется запись числа в регистр RgS. Осуществляется переход в вершину 11.
Вершина 11. Проверка осведомительного сигнала Х3 (переполнение разрядной сетки). Если Х3=1, то осуществляется переход в вершину 13. Если Х2=0, осуществляется переход в вершину 12.
Вершина 12. Происходит выдача сигнала о готовности результата (RD). Осуществляется переход в конечную вершину.
Вершина 13. Производится выдача сигнала о переполнении разрядной сетки (OF). Осуществляется переход в конечную вершину.
Вершина 14. Проверка осведомительного сигнала Х2 (группа условий для 1,5А-3,5В). Если Х2=1, то осуществляется переход в вершину 7. Если Х2=0, осуществляется переход в вершину 19.
Вершина 15. По управляющему сигналу Y3 осуществляется сдвиг вправо в регистре RgА2. По управляющему сигналу Y5 осуществляется сдвиг влево в регистре RgВ1. По управляющему сигналу Y6 осуществляется сдвиг вправо в регистре RgB2. Осуществляется переход в вершину 16.
Вершина 16. По управляющему сигналу Y6 осуществляется сдвиг вправо в регистре RgB2. Осуществляется переход в вершину 17.
Вершина 17. По управляющему сигналу Y8 осуществляется добавление единицы в младший разряд в SM2. По управляющему сигналу Y7 осуществляется запись числа с SM1 в регистр RgА3. Без управляющих сигналов осуществляется коммутация входов 0.0-0.7 на входы Q0-Q7 на мультиплексоре MUXB. Осуществляется переход в вершину 18.
Вершина 18. По управляющему сигналу Y10 осуществляется добавление единицы в младший разряд в SM5. Осуществляется переход в вершину 10.
Вершина 19. Производится выдача сигнала о несоответствии чисел ни одному из условий (ER). Осуществляется переход в конечную вершину.
3.5. Таблицы работы операционного автомата
Проверочные значения: A = 22, B = 28. Представление в двоичной системе задана в таблице 4.
Таблица 4 – Значения в прямом, обратном и дополнительном коде
Значение | Прямой код | Обратный код | Дополнительный код |
22 | 0.0010110 | 0.0010110 | 0.0010110 |
28 | 0.0011100 | 0.0011100 | 0.0011100 |
В таблице ниже (табл. 5) отражено содержимое всех регистров операционного автомата в каждом такте работы спецпроцессора для заданной пары операндов A и B:
Таблица 5 – Потактовая работа операционного автомата
Такт | RgA1 | RgA2 | RgB1 | RgB2 | RgB3 | RgS |
1 | * | * | * | * | * | * |
2 | 0.0010110 | 0.0010110 | * | * | * | * |
3 | 0.0010110 | 0.0010110 | * | * | * | * |
4 | 0.0010110 | 0.0010110 | 0.0011100 | 0.0011100 | 0.0011100 | * |
5 | 0.0010110 | 0.0010110 | 0.0011100 | 0.0011100 | 0.0011100 | * |
6 | 0.0101100 | 0.0001011 | 0.0111000 | 0.0001110 | 0.0011100 | * |
7 | 0.0101100 | 0.0001011 | 0.0111000 | 0.0000111 | 0.0011100 | * |
8 | 0.0101100 | 0.0001011 | 0.0111000 | 0.0000111 | 0.0011100 | * |
9 | 0.0101100 | 0.0001011 | 0.0111000 | 0.0000111 | 0.0011100 | 1.0010010 |
10 | 0.0101100 | 0.0001011 | 0.0111000 | 0.0000111 | 0.0011100 | 1.0010010 |
11 | 0.0101100 | 0.0001011 | 0.0111000 | 0.0000111 | 0.0011100 | 1.0010010 |
-
В 1 такте происходит опрос RА; -
Во 2 такте происходит запись числа А в регистры RgA1, RgA2; -
В 3 такте происходит опрос RB; -
В 4 такте происходит запись числа B в регистры RgB1, RgB2, RgB3; -
В 5 такте происходит опрос Х1; -
В 6 такте происходит сдвиг в регистре RgA1 и RgB1 в сторону старших разрядов, RgА2 и RgB2 в сторону младших разрядов; -
В 7 такте происходит сдвиг в регистре RgB2 в сторону младших разрядов и запись результата с SM1 в регистр RgA3; -
В 8 такте происходит выбора адреса в мультиплексоре MUXB; -
В 9 такте происходит запись результата операций в регистр RgS; -
В 10 такте происходит опрос X3; -
В 11 такте происходит выдача сигнала о переполнении разрядной сетки.
Учитывая условия задачи, программа должна выполнить операцию 2,5A + 3,25B. Если А = 22, а В = 28, 2,5A + 3,25B= 55 + 91 = 146. Переведём 146 в немодифицированный дополнительный двоичный код 146 = 1.0010010. В нашем случае на выход спецпроцессора поступил сигнал о переполнении разрядной сетки (OF).