Файл: Курсовая.doc

Содержание:

1. Реферат……………………………………………………2

2. Разработка структурной схемы операционного устройства………………………………………………...3

3. Разработка микропрограммы выполнения заданной арифметической операции и структурно-операционной схемы операционного автомата………………………4

4. Разработка устройства управления выполнением операции (управляющего автомата) с жесткой логикой……………………………………………………11

5. Разработка устройства управления выполнением операции (управляющего автомата) с программируемой логикой……………………………………………………16

6. Иллюстрация функционирования операционного устройства на заданных числах………………...

---

1. Реферат

Курсовая работа содержит Чертежи на 3-х ватманах и пояснительную записку:

1-ый лист включает содержательную и отмеченную закодированную ГСА, функционально-логическую схему операционного автомата.

2-ой лист включает функционально-логическую схему управляющего автомата на жесткой логике.

3-ий лист включает закодированную и размеченную ГСА, функционально-логическую схему управляющего автомата на программируемой логике.

В данной пояснительной записке приведены расчеты и теоретические изыскания, необходимые для выполнения задачи поставленной в пункте 1.

---

2. Разработка структурной схемы операционного устройства

Поскольку в любой системе цифровой обработки информации можно выделить операционный и управляющий блоки, то проектируемый автомат можно представить в следующем виде совокупности управляющего и операционного автоматов:

Функциональная и структурная организация операционного устройства базируется на принципах микропрограммного управления. Управляющий автомат в операционном устройстве формирует набор управляющих сигналов Y под воздействием осведомительных сигналов X, поступающих в автомат и реализующих микропрограмму работы дискретного устройства. При этом функция операционного автомата состоит в непосредственном выполнении заданного набора операций над словами множества D с целью вычисления множества выходных слов R.

Порядок выполнения операций в дискретном устройстве будет определяться микропрограммой, представляющей совокупность микроопераций и логических условий.

Рассмотрим синтез управляющего и операционного автоматов в связи с техническим заданием (см. п.1 пояснительной записки) подробнее в следующих пунктах пояснительной записки.

---

3. Разработка микропрограммы выполнения заданной арифметической операции и структурно-операционной схемы операционного автомата

Функция операционного автомата сводится к вводу, выводу и хранению слов информации, выполнению микроопераций и вычислению логических условий.

В состав операционного автомата входит (см. рис.4.1):

1) память S, предназначенная для фиксации входных и выходных значений, а также промежуточных результатов

2) функции преобразователи j, предназначенные для вычисления содержимого памяти автомата.

3) функциональные преобразователи Ф предназначенные для вычисления логических условий.

Поскольку разработка операционного автомата сильно зависит от критериев (требований к быстродействию и стоимости) обратимся к техническому заданию.

Критерием для разработки нашего автомата является максимальное быстродействие (см. п.1. пояснительной записки) поэтому при выполнении операции затраты оборудования в комбинационной части автомата нужно минимизировать.

Построим структуру операционного автомата производительность которого не ниже производительности автомата с канонической структурой, а затраты оборудования минимальны.

Операционный автомат, структура которого обеспечивает одновременное выполнение всех функций несовместимых микроопераций при использовании возможного минимального количества комбинационных схем выделяется в класс I-автоматов.

Синтез таких автоматов сводится к преобразованию совокупности микроопераций в множество обобщенных операторов, которые используются для построения структурной схемы I-автоматов.

Этапы синтеза:

1. Множество операций Y (y_1, y_{2, …,} y_m) разбивается на подмножеств F Y₁, Y₂, …, Y_M.

2. На подмножестве Y_i выделяют несколько классов эквивалентных микроопераций.

3. Для каждого класса K_ij содержащего не менее 2-х эквивалентных микроопераций строятся обобщенные операторы.

4. На основе содержательного графа с использованием обобщенных операторов строится структура I-автомата.

Нам необходимо реализовать операцию умножения. Воспользуемся третьим алгоритмом умножения, выбранным с учетом критерия (См п.1), так как он менее затратен, чем другие, в связи с тем, что сдвиг и передача информации не совмещены во времени.

Алгоритм умножения старшими разрядами множителя со сдвигом множимого вправо. Знак результата определяется сложением по модулю два знаков множителей

1. Происходит подготовка регистров.

2. Находится значение порядка результата.

3. Происходит сдвиг множимого вправо на 1 разряд.

4. Анализируется старший разряд множителя. Если он равен 1, то происходит сложение частичных сумм и множимого, если он равен 0, то переходим к пункту 5.

5. Происходит сдвиг множителя влево на 1 разряд.

6. Затем переходим к пункту 3. И так до тех пор пока не закончим умножение (число повторов определяется числом разрядов мантиссы множителя)

---