Файл: Курсовой проект по дисциплине Прикладная теория цифровых автоматов.doc

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

1. 
   X1 – сигнал о выполнении условия A < 0, B ≥ 0, A ≥ 0, B ≥ 0, |A| < 0,25, |B| < 0,25;
   
2. 
   X2 – сигнал о выполнении условия A ≥ 0, B < 0, |A| < 0,5, |B| ≤ 0,5;
   
3. 
   X3 – сигнал проверки переполнения разрядной сетки;
   
4. 
   RA – сигнал о наличии на входе числа A;
   
5. 
   RB – сигнал о наличии на входе числа B.
   

3.2 Список управляющих сигналов Y

1. 
   y1 – запись числа А в регистры RgA1, RgA2;
   
2. 
   y2 – сдвиг числа A в сторону старших разрядов;
   
3. 
   y3 – сдвиг числа A в сторону младших разрядов;
   
4. 
   y4 – запись числа B в регистры RgB1, RgB2, RgB3;
   
5. 
   y5 – сдвиг числа В в сторону старших разрядов;
   
6. 
   y6 – сдвиг числа B в сторону младших разрядов;
   
7. 
   y7 – запись результата с SM1;
   
8. 
   y8 – управляющий сигнал для SM2 (+1 в младший разряд если у8=1);
   
9. 
   y9 – сигнал для выбора адреса в мультиплексоре MUXB;
   
10. 
    y10 – управляющий сигнал для SM5 (+1 в младший разряд если у10=1);
    
11. 
    у11- запись результата операций в регистр RgS;
    
12. 
    OF – сигнал о переполнении;
    
13. 
    ER – сигнал о несоответствии ни одному из условий;
    
14. 
    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).

---