Реферати

Реферат: Проектування операційного пристрою

Вплив СМИ на дітей. Соціалізація як процес становлення особистості: навчання, виховання, засвоєння соціальних норм, цінностей, установок, зразків поводження. Особливості впливу інформації на дітей; роль батьків і школи в мінімізації негативного впливу СМИ.

Магічна сила танцю. Історія розвитку танцю як зовсім особливого виду мистецтва. Танець - одна з найдійовіших форм магічного (священного) ритуалу. Магічний танець вчора і сьогодні, пози і позиції. Символізм танцю. Основні положення і поняття. Історія танцю живота.

Проблеми формування і стабільного функціонування ринку праці в сучасних умовах. Поняття і закономірності функціонування ринку праці, дослідження попиту та пропозиції на ньому. Сутність і економічна природа заробітної плати. Принципи ринку праці в сфері інформаційних технологій, проблеми на ньому і напрямку регулювання.

Етичний^-морально-етичний аспект використання кліток тварин в експериментах. Відношення до тварин і етика їхнього використання в експериментах. Історія биомедицинского експерименту. Методи, альтернативні роботі з тваринами. Переваги і недоліки роботи з ізольованими культурами кліток. Особливості етики науковців.

Знайти і проаналізувати аналогії поводження людини і тварин. Детальне дослідження і виявлення подібних ознак у поводженні людини і тварин. Визначення видів тварин, найбільш наближених до людини по психологічному й інтелектуальному розвитку. Основні фактори, що визначають ті чи інші реакції.

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ШЛЯХІВ ПОВІДОМЛЕННЯ

Кафедра «Електронні обчислювальні машини»

Курсовий проект

по дисципліні «Теорія автоматів»

Проектування операційного пристрою.

Виконав

ст. гр. ИНФО-810

Бабкин А. Н.

Перевірив

Ефімова Р. С.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2000

В обчислювальній техніці застосовуються так звані операційні пристрої. Ці пристрої можуть виконувати різні операції над кодовими словами. Будь-яка операція може бути представлена кінцевою послідовністю дій, ці дії називаються микрооперациями.

У даній роботі проводиться проектування операційного пристрою, що виконує операцію складання двійкових чисел з фіксованою комою в зворотних кодах.

Зміст

Введення._4

1. Розробка структурної схеми операційного автомата.

1.1. Розробка змістовного графа операції

складання двійкових чисел в зворотних кодах._5

1.2. Розробка структурної схеми операційного автомата._8

2. Розробка функціональної схеми операційного автомата.

2.1. Синтез блоку П._10

2.2. Синтез блоку З._11

3. Розробка функціональної схеми керуючого автомата.

3.1. Структурна схема керуючого автомата._28

3.2. Закодована графи-схема роботи керуючого

автомата і граф керуючого автомата._28

3.3. Синтез комбінаційних схем, реалізуючий функції збудження

елементів пам'яті керуючого автомата._31

4. Функціональна схема операційного пристрою.

4.1. Організація зв'язків між _33

операційним і керуючим автоматами.

4.2. Опис роботи операційного пристрою

на заданому відрізку часу._33

Висновок._34

Література._34

Додаток._35

Введення

Задачею даного курсового проекту є розробка операційного пристрою для виконання заданої операції складання з фіксованою комою чисел, представлених зворотними двійковими кодами

на рівні логічних схем. Ця задача розбивається на дві: розробку схем операційного автомата і керуючого автомата.

Всі безпосередні операції дій над словами, обчислення логічних умов, зберігання даних покладаються на операційний автомат.

Керуючий автомат виробляє послідовність керуючих сигналів у відповідності мікропрограмою функціонування операційного пристрою. Ці керуючі сигнали поступають на вхід операційного пристрою..

1. Розробка структурної схеми операційного автомата

1.1. Розробка змістовного графа операції складання двійкових чисел в зворотних кодах

Для складання формального опису роботи операційного пристрою (ОУ) необхідно проаналізувати словесний опис алгоритму виконання заданої операції і з урахуванням початкових даних дати опис за допомогою Ф-мови:

- слів (найменування, тип, формат);

- микроопераций;

- логічних умов;

Опис слів показаний в табл. 1.

Таблиця 1

Слово

Призначення слова

Тип слова

А (1:25)

Перший доданок

Вхідний, внутрішній

В (1:25)

Другий доданок

Вхідний, внутрішній

З (1:26)

Результат

Внутрішнє, вихідне

П (1)

Ознака переповнення

Внутрішній, вихідний

Опис микроопераций дано в табл. 2.

Таблиця 2

Пункт алгоритму

Словесний опис

Умовне

позначення

Формальний опис

1

Початок

у 0

2

Привласнення слову П (1) і старшому розряду слова З (1:26) значення нуля

у 1

П (1):=0

З (1):=0

3

4.1

Слову З (1:26) привласнити значення суми слів В (1:25) і А (1:25) з інверсією числових розрядів останнього

у 2

З(1:26):=00. У (2:25)+01.ù А (2:25)

5.1

Слову З (1:26) привласнити значення суми слів А (1:25) і В (1:25) з інверсією числових розрядів останнього

у 3

З(1:26):=00. А (2:25) + 01.ù У (2:25)

6.1

До речі З (1:26) додати одиницю молодшого розряду

у 4

З (1:26):= З (1:26)+1

7.1

Освіта в З (1:26) прямого коду результату

у 5

З (1:26):= З (1:2).ù З (3:26)

8

Слову З (1:26) привласнити значення суми слів А (1:25) і В (1:25)

у 6

З(1:26):=00. А (2:25) + 00. У (2:25)

9.1

Слову П (1) привласнюється значення одиниці

у 7

П (1):=1

9.2

Знаковому розряду слова З (1:26) привласнити значення знакового розряду слова А (1:25)

у 8

З (2):=А (1)

10

Кінець

у 0

Логічні умови, під дією яких виробляються керуючі сигнали, описані в табл. 3.

Таблиця 3

Пункт алгоритму

Словесний опис логічних умов

Умовне

позначення

Формальний опис

3

Перевірка знака слова А (1:25)

х 1

4,5

Перевірка знака слова В (1:25)

х 2

6

Перевірка старшого розряду слова З (1:26)

х 3

7,9

Перевірка знака слова З (1:26)

х 4

Для проектування ОУ необхідно пересвідчиться в правильності алгоритму, для цього "прогонка" (перевірка) алгоритму проводилася по всіх можливих випадках знака множників, а також на випадок переповнення. Внаслідок цієї перевірки з'ясовано, що алгоритм вірний, і на його основі можна ОУ (див. Додаток табл. 20).

Щоб зв'язки між рівнями алгоритму представлялися ясніше, весь алгоритм можна зобразити у вигляді змістовного графа, який дає візуальне уявлення про алгоритм даної операції. Змістовний графи-схема микрооперації предсталена на мал. 1.1.1.

1.2

У структурному відношенні операційний автомат може бути розбитий на блоки, кожний з яких містить в собі елементи пам'яті і комбінаційні схеми, кількість блоків визначається кількістю слів з пам'яттю.

Пам'ять - це регістр, довжина якого співпадає з довжиною слова.

Якщо микрооперації виконуються над окремими розрядами слова і при цьому різні в різних розрядах, то в регістрі виділяються так звані поля, тобто сукупності розрядів об'єднаних загальною сукупністю микроопераций або загальною участю в формуванні умов. Наприклад, поле знакових розрядів.

Разбиение на поля даних слів при заданій операції описане в табл. 4.

Таблиця 4

Ім'я блоку

Безліч микроопераций в блоці

Безліч логічних умов

Поля

А

х 1

А (1), А (2:25)

У

х 2

В (1), В (2:25)

З

у 1, у 2, у 3, у 4, у 5, у 6, у 8

х 3, х 4

З (1), З (2), З (3:25), З (26)

П

у 1, у 7

П (1)

1.2 Розробка структурної схеми операційного автомата.

Структурна схема дає уявлення про кількість блоків, вхідних в структуру, їх призначенні, опис особливостей і про зв'язки між блоками в процесі реалізації функцій пристрою.

Кількість блоків дорівнює кількості слів з пам'яттю, тобто необхідно чотири блоки.

Зв'язок між блоками (регістрами) здійснюється при передачі інформації з блоку в блок або при занесенні інформації ззовні.

Вхідними сигналами в операційний автомат є сигнали з керуючого автомата, вони дають команду на виконання микроопераций над словами. Вихідними сигналами з операційного автомата є значення логічних умов, які в свою чергу поступають на входи керуючого автомата.

Тоді за допомогою даних з таблиць 1, 2, 3, 4 можна скласти структурну схему операційного автомата, яка представлена на мал. 1.2.1.

Рис. 1.2.1.

2. Розробка функціональної схеми операційного автомата

2.1. Синтез блоку П

Для синтезу комбінаційної схеми кожного розряду необхідно чітко знати яку микрооперації виконуються в блоці, які логічні умови обчислюються в ньому і які поля виділені. Це видно з таблиці 4.

Тоді можна приступати до синтезу комбінаційної схеми розрядів кожного поля, але оскільки розряди кожного поля обробляються однаково, то можна синтезувати тільки один розряд з відповідного поля.

Синтез поля П (1).

Над цим полем виконуються декілька микроопераций, тому синтез здійснюється на кожному полі окремо, а потім ці результати об'єднуються. Тобто будуть складатися функції збудження тригера для кожної микрооперації, а далі ці функції об'єднуються в функцію остаточного результату шляхом виконання операції дизъюнкції функцій збудження, отриманих для кожної микрооперації. Це можливе, оскільки над одним і тим же полем одночасно може виконуватися тільки одна микрооперация. Всі ці умови розповсюджуються і на всі інші поля всіх блоків.

y1:

П (1):=0

Можна скласти канонічну таблицю переходів автомата (табл. 5).

Табл. 5

t

t+1

t

П (1)

П (1)

J

K

0

0

0

0 Ú 1

1

0

0 Ú 1

1

З табл. 5 можна написати функцію збудження для тригера по входах J і

y7:

П (1):=1

Можна скласти канонічну таблицю переходів автомата (табл. 6).

Табл. 6

t

t+1

t

П (1)

П (1)

J

K

0

1

1

0 Ú 1

1

1

0 Ú 1

0

З табл. 6 можна написати функцію збудження для тригера по входах J і

Тепер можна написати загальний вигляд функції збудження поля П (1).

Логічна схема поля П (1) буде виглядати так, як показано на мал. 2.1.1.

Рис. 2.1.1.

2.2. Синтез блоку З

В блоці З виділено декілька полів, відповідно синтез буде проводитися для кожного з них окремо.

Поле З (1).

y1:

З (1):=0

Таблиця і функції аналогічні таблиці 5 і функціям для микрооперації y1над полем П (1).

J=0, K=1.

y2:

З (1):=Р(1), де Р(1) - перенесення в перший розряд з другого.

Оскільки р поле З (1) було обнулено при микрооперації y1, то в таблиці 7 можна розглядати тільки набори, де З (1)=0.

Таблиця 7

t

t+1

t

З (1)

Р(1)

З (1)

J

K

0

0

0

0

0Ú1

0

1

1

0Ú1

1

Доповнивши функцію на неможливих наборах, виходять наступні вирази функцій збудження.

J=Р(1),

K=1.

Функція Р(1) буде знайдена при синтезі поля З (2), оскільки вона залежить від значення самого поля, перенесення в цей розряд і значення доданків, сума яких записується в розряд З (2).

y3:

У цій микрооперації всі аналогічно таблиці 7, тобто

J=Р(1), K=1.

y6:

З (1):=0

Таблиця переходів аналогічна таблиці 5, значить відразу відомі вирази для J і

y4:

З(1):=З(1)+Р(1)

J=Р(1)

K=Р(1)

Остаточний результат синтезу поля З (1) може бути представлений у вигляді:

Логічна умова:

x3=З (1).

Логічна схема поля З (1) буде виглядати так, як це показане на мал. 2.2.1.

Рис. 2.2.1.

Даній схемі можна зіставити умовне зображення "чорного ящика", тобто відомо, що на вході і, що на виході. Ця схема представлена на малюнку 2.2.2.

Рис. 2.2.2.

Поле З (2).

y2:

З (2):=1+Р(2)

Можна перейти до булеву вираження цього розряду

З (2)=

Відповідно таблиця функцій (табл. 8) збудження буде виглядати так:

Таблиця 8

Т

t+1

t

З (2)

Р(2)

З (2)

Р(1)

J

K

0

0

1

0

1

0Ú1

0

1

0

1

0

0Ú1

1

0

1

0

0Ú1

0

1

1

0

1

0Ú1

1

З даної канонічної таблиці необхідно написати вирази функцій J, K, Р(1).

y3:

Абсолютно аналогічне y2:

y6:

З (2):=Р(2)

Відповідно таблиця функцій (табл. 9) збудження буде виглядати так:

Таблиця 9

Т

t+1

t

З (2)

Р(2)

З (2)

Р(1)

J

K

0

0

0

0

0

0Ú1

0

1

1

0

1

0Ú1

1

0

0

0

0Ú1

1

1

1

1

0

0Ú1

0

З даної канонічної таблиці необхідно написати вирази функцій J, K, Р(1).

y8:

З (2):=А (1)

Таблиця аналогічна таблиці 9, тільки стовпець Р(2) замінюється на А (1). А функції виглядають так:

y4:

З(2):=З(2)+Р(2)

J=Р(2)

K=Р(2)

Р(1)=Р(2)З(2)

Складаються результуючі функції збудження елемента пам'яті і перенесення в старший розряд, а також вираження функції логічної умови.

Вираження для Р(2) буде знайдене при синтезі поля З (3:25).

у 2

Логічна схема для З (2) виглядає як показано на мал. 2.2.3.

Рис. 2.2.3.

На мал. 2.2.4. представлене умовне позначення розряду З (2).

Рис. 2.2.4.

у 2

Логічна схема перенесення в З (1) представлена на мал. 2.2.5.

Рис. 2.2.5.

Поле З (3:25).

Тут для синтезу можна вибрати будь-який розряд цього поля, і визначити його як З (i).

y2:

З(i):=ùА(i-1)+В(i-1)+Р(i)

У вигляді логічної функції це вийде так,,

тут Р(i) перенесення в i-ий розряд

Примітка.

Потрібно помітити, що вираження для переносаP(i) буде виглядати абсолютно ідентично вираженню дляP(2) і Р(i-1), в такому випадку можна обмежиться синтезом толькоP(i-1).

Складається канонічна таблиця переходів для поля З(i) (табл. 10)

Таблиця 10

t

t+1

t

З(i)

А(i-1)

В(i-1)

Р(i)

З(i)

Р(i-1)

J

K

0

0

0

0

1

0

1

0Ú1

0

0

0

1

0

1

0

0Ú1

0

0

1

0

0

1

0

0Ú1

0

0

1

1

1

1

1

0Ú1

0

1

0

0

0

0

0

0Ú1

0

1

0

1

1

0

1

0Ú1

0

1

1

0

1

0

1

0Ú1

0

1

1

1

0

1

0

0Ú1

1

0

0

0

1

0

0Ú1

0

1

0

0

1

0

1

0Ú1

1

1

0

1

0

0

1

0Ú1

1

1

0

1

1

1

1

0Ú1

0

1

1

0

0

0

0

0Ú1

1

1

1

0

1

1

0

0Ú1

0

1

1

1

0

1

0

0Ú1

0

1

1

1

1

0

1

0Ú1

1

Складаються функції збудження і функція перенесення Р(i-1) з таблиці 10:

J

В(i-1)Р(i)

З(i)А(i-1)

00

01

11

10

00

1

0

1

0

01

0

1

0

1

11

*

*

*

*

10

*

*

*

*

K

В(i-1)Р(i)

З(i)А(i-1)

00

01

11

10

00

*

*

*

*

01

*

*

*

*

11

0

1

0

1

10

1

0

1

0

y3:

З(i):=А(i-1)+ùУ(i-1)+Р(i),

Аналогічно y2с заміною в табл. 10 стовпці А(i-1) на В(i-1), а В(i-1) на А(i-1), відповідно виходить:

y5:

З(i):=ùЗ(i), необхідно перейти до вираження у вигляді булевой функції,

Таблиця функцій збудження тригера (табл. 11) буде виглядати так,

Таблиця 11

Т

t+1

t

З(i)

З(i)

J

K

0

1

1

0Ú1

1

0

0Ú1

1

З таблиці 11 можна написати вирази для J і

З(i):=А(i-1)+В(i-1)+Р(i), перехід до булевой функції,

Складається канонічна таблиця функцій збудження (табл. 12),

Таблиця 12

t

t+1

t

З(i)

А(i-1)

В(i-1)

Р(i)

З(i)

Р(i-1)

J

K

0

0

0

0

0

0

0

0Ú1

0

0

0

1

1

0

1

0Ú1

0

0

1

0

1

0

1

0Ú1

0

0

1

1

0

1

0

0Ú1

0

1

0

0

1

0

1

0Ú1

0

1

0

1

0

1

0

0Ú1

0

1

1

0

0

1

0

0Ú1

0

1

1

1

1

1

1

0Ú1

1

0

0

0

0

0

0Ú1

1

1

0

0

1

1

0

0Ú1

0

1

0

1

0

1

0

0Ú1

0

1

0

1

1

0

1

0Ú1

1

1

1

0

0

1

0

0Ú1

0

1

1

0

1

0

1

0Ú1

1

1

1

1

0

0

1

0Ú1

1

1

1

1

1

1

1

0Ú1

0

Складаються функції збудження і функція перенесення Р(i-1) з таблиці 12:

J

В(i-1)Р(i)

З(i)А(i-1)

00

01

11

10

00

0

1

0

1

01

1

0

1

0

11

*

*

*

*

10

*

*

*

*

K

В(i-1)Р(i)

З(i)А(i-1)

00

01

11

10

00

*

*

*

*

01

*

*

*

*

11

1

0

1

0

10

0

1

0

1

y4:

З(i):=З(i)+Р(i)

J=Р(i)

K=Р(i)

Р(i-1)=З(i)Р(i)

Складаються результуючі функції J, K і Р(i-1), по них на мал. 2.2.6., мал. 2.2.7. зображені логічні схеми З(i), Р(i-1), а на мал. 2.2.8. і мал. 2.2.9. відповідно дані їх умовні позначення.

Рис. 2.2.6.

Рис. 2.2.7.

Рис. 2.2.8.

Рис. 2.2.9.

Поле З (26).

y2:

З(26):=ùА(25)+В(25)

У вигляді логічної функції це вийде так,,

Складається таблиця 13 функцій збудження елементів пам'яті, по цій таблиці буде так само визначатися функція перенесення Р(25).

Таблиця 13

t

t+1

t

З(26)

А(25)

В(25)

З(26)

Р(25)

J

K

0

0

0

1

0

1

0Ú1

0

0

1

0

1

0

0Ú1

0

1

0

0

0

0

0Ú1

0

1

1

1

0

1

0Ú1

1

0

0

1

0

0Ú1

0

1

0

1

0

1

0Ú1

1

1

1

0

0

0

0Ú1

1

1

1

1

1

0

0Ú1

0

Складаються функції:

J

А (25) В (25)

З (26)

00

01

11

10

0

1

1

1

1

1

1

1

K

А (25) В (25)

З (26)

00

01

11

10

0

1

1

1

1

1

1

1

y3:

З(26):= А(25)+ ùУ(25)

У вигляді логічної функції це вийде так,,

Аналогічно таблиці 13 із заміною стовпців А (25) на В (25) і В (25) на А (25).

y4:

З (26):=З (26)+1,

Таблиця ідентична таблиці 11, відповідно функції мають вигляд,

J=1, K=1, Р(25)=З(26).

y5:

З (26):=ù З (26),

Таблиця ідентична таблиці 11, відповідно функції мають вигляд,

J=1, K=1.

y2:

З(26):=А(25)+В(25)

У вигляді логічної функції це вийде так,,

Складається таблиця 14 функцій збудження елементів пам'яті, по цій таблиці буде так само визначатися функція перенесення Р(25).

Таблиця 14

t

t+1

t

З(26)

А(25)

В(25)

З(26)

Р(25)

J

K

0

0

0

0

0

0

0Ú1

0

0

1

1

0

1

0Ú1

0

1

0

1

0

1

0Ú1

0

1

1

0

1

0

0Ú1

1

0

0

0

0

0Ú1

1

1

0

1

1

0

0Ú1

0

1

1

0

1

0

0Ú1

0

1

1

1

0

1

0Ú1

1

Складаються функції:

J

А (25) В (25)

З (26)

00

01

11

10

0

1

1

1

1

1

1

1

K

А (25) В (25)

З (26)

00

01

11

10

0

1

1

1

1

1

1

1

Складаються результуючі функції J, K і Р(25), по них на мал. 2.2.10., мал. 2.2.11. зображені логічні схеми З(26), Р(25) відповідно, а на мал. 2.2.12. і мал. 2.2.13. відповідно дані їх умовні позначення.

Рис. 2.2.10.

у 3

у 6

А(25)

у 2

В(25)

у 4

Рис. 2.2.11.

Рис. 2.2.12.

Рис. 2.2.13.

3. Розробка функціональної схеми керуючого автомата

3.1 Структурна схема керуючого автомата

В структурному відношенні керуючий автомат типу Мура може бути представлений у вигляді, зображеному на мал. 3.1.1.

Рис. 3.1.1.

Пам'ять П автомата утворять елементарні повні автомати Мура - елементи пам'яті (ЕП), які є JK-тригерами. Кожному стану автомата Аf(АfА, де - безліч станів автомата) ставиться у відповідність вектор довжини R (R - кількість елементів пам'яті, створюючих пам'ять автомата), компонентами якого є стану ЕП автоиата T1, T2,. .., TR. Перехід керуючого автомата з стану Аdв Аfосуществляется під дією вхідного сигналу, що кодується вектором довжини L; компонентами цього вектора є стану входів x1, x2,. .., xL. При цьому на виході автомата формується вихідний сигнал, що кодується вектором довжини N; компонентами цього вектора є стану виходів Y1, Y2,. .., YL. Зміни стану на переході відбувається під дією сигналів з безлічі, що формуються на виходах схеми КС1.

Схема КС2 може бути реалізована у вигляді стандартного блоку - дешифратора, що виконує функції дешифрації станів автомата: деякому стану Аfставітся у відповідність сигнал Yr=1 на виході дешифратора.

3.2 Закодована граф - схема і граф керуючого автомата

Початковою інформацією для визначення числа входів, виходів і різних станів, в яких може знаходитися керуючий автомат, є змістовний граф алгоритму, представлений закодованою граф - схемою алгоритму (ГСА). Кожній операторной вершині змістовного графа можна поставити у відповідність стан автомата і вихідний сигнал Yn; умовній вершині ставиться у відповідність вхід xlуправляющего автомата. ГСА, еквівалентна змістовному графу зображена на мал. 3.2.1.

Рис. 3.2.1.

Існують різні методи структурного синтезу керуючого автомата. Одним з таких методів є графічний метод синтезу. Автомат представляється у вигляді графа. Кількість вершин графа відповідає кількості різних відміток Afна ГСА автомата. Проводиться кодування станів автомата векторами довжини (де F - потужність безлічі А), компонентами яких є стану T1,. .., TRЕП. Отримані внаслідок кодування вектори довжини R записуються у відповідні вершини графа.

Зв'язок між TRи Afпоказана в таблиці 15, DC - дешифратор.

Таблиця 15

А

Т

А 0

А 1

А 2

А 3

А 4

А 5

А 6

А 7

А 8

Т 1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Т 2

0

0

0

0

1

1

1

1

0

Т 3

0

0

1

1

0

0

1

1

0

Т 4

0

1

0

1

0

1

0

1

0

Вихід DC

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Шляхам переходу в ГСА на графі відповідають дуги, вказуючі напрями переходу.

Якщо в ГСА на шляху переходу з вершини з відміткою Adв вершину з відміткою Afнаходятся умовні вершини, відмічені символами xl, то на дугах графа записуються конъюнкції, ранг яких визначається числом умовних вершин, через які проходить шлях переходу. При xl=0 в конъюнкції з'явиться член, в при xl=1 його пряме значення.

Граф керуючого автомата представлений на мал. 3.2.2.

Рис. 3.2.2.

3.3. Синтез комбінаційних схем, реалізуючий функції збудження елементів пам'яті керуючого автомата

Кількість ЕП, що становить пам'ять автомата, визначається по вираженню,

де F - потужність безлічі Відповідно для T1, T2, T3, T4ето будуть таблиці 16, 17, 18, 19.

Таблиця 16

А

х 1

х 2

х 3

х 4

Т 1 (t)

Т 1 (t+1)

J 1

K 1

А 0

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 1

1

0

- -

- -

0

0

0

0Ú1

0

1

- -

- -

0

0

0

0Ú1

0

0

- -

- -

0

0

0

0Ú1

1

1

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 2

- -

- -

0

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

1

- -

0

0

0

0Ú1

- -

- -

0

1

0

0

0

0Ú1

А 3

- -

- -

0

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

1

- -

0

0

0

0Ú1

- -

- -

0

1

0

0

0

0Ú1

А 4

- -

- -

- -

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

- -

1

0

0

0

0Ú1

А 5

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 6

- -

- -

- -

1

0

0

0

0Ú1

- -

- -

- -

0

0

1

1

0Ú1

А 7

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 8

- -

- -

- -

- -

1

0

0Ú1

0

Таблиця 17

А

х 1

х 2

х 3

х 4

Т 2 (t)

Т 2 (t+1)

J 2

K 2

А 0

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 1

1

0

- -

- -

0

0

0

0Ú1

0

1

- -

- -

0

0

0

0Ú1

0

0

- -

- -

0

1

1

0Ú1

1

1

- -

- -

0

1

1

0Ú1

А 2

- -

- -

0

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

1

- -

0

1

1

0Ú1

- -

- -

0

1

0

1

1

0Ú1

А 3

- -

- -

0

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

1

- -

0

1

1

0Ú1

- -

- -

0

1

0

1

1

0Ú1

А 4

- -

- -

- -

0

1

0

0Ú1

1

- -

- -

- -

1

1

1

0Ú1

0

А 5

- -

- -

- -

- -

1

0

0Ú1

1

А 6

- -

- -

- -

1

1

1

0Ú1

0

- -

- -

- -

0

1

0

0Ú1

1

А 7

- -

- -

- -

- -

1

0

0Ú1

1

А 8

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

Таблиця 18

А

х 1

х 2

х 3

х 4

Т 3 (t)

Т 3 (t+1)

J 3

K 3

А 0

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 1

1

0

- -

- -

0

1

1

0Ú1

0

1

- -

- -

0

1

1

0Ú1

0

0

- -

- -

0

1

1

0Ú1

1

1

- -

- -

0

1

1

0Ú1

А 2

- -

- -

0

0

1

0

0Ú1

1

- -

- -

1

- -

1

0

0Ú1

1

- -

- -

0

1

1

0

0Ú1

1

А 3

- -

- -

0

0

1

0

0Ú1

1

- -

- -

1

- -

1

0

0Ú1

1

- -

- -

0

1

1

0

0Ú1

1

А 4

- -

- -

- -

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

- -

1

0

0

0

0Ú1

А 5

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

А 6

- -

- -

- -

1

1

1

0Ú1

0

- -

- -

- -

0

1

0

0Ú1

1

А 7

- -

- -

- -

- -

1

0

0Ú1

1

А 8

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

Таблиця 19

А

х 1

х 2

х 3

х 4

Т 4 (t)

Т 4 (t+1)

J 4

K 4

А 0

- -

- -

- -

- -

0

1

1

0Ú1

А 1

1

0

- -

- -

1

0

0Ú1

1

0

1

- -

- -

1

1

0Ú1

0

0

0

- -

- -

1

0

0Ú1

1

1

1

- -

- -

1

0

0Ú1

1

А 2

- -

- -

0

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

1

- -

0

0

0

0Ú1

- -

- -

0

1

0

1

1

0Ú1

А 3

- -

- -

0

0

1

0

0Ú1

1

- -

- -

1

- -

1

0

0Ú1

1

- -

- -

0

1

1

1

0Ú1

0

А 4

- -

- -

- -

0

0

0

0

0Ú1

- -

- -

- -

1

0

1

1

0Ú1

А 5

- -

- -

- -

- -

1

0

0Ú1

1

А 6

- -

- -

- -

1

0

1

1

0Ú1

- -

- -

- -

0

0

0

0

0Ú1

А 7

- -

- -

- -

- -

1

0

0Ú1

1

А 8

- -

- -

- -

- -

0

0

0

0Ú1

Функціональна схема керуючого автомата приведена на функціональній схемі операційного пристрою, де показані зв'язки між операційним і керуючим автоматами.

4. Функціональна схема операційного пристрою

4.1. Організація зв'язку між операційним і керуючим автоматами

Зв'язку між операційним і керуючим автоматами організуються так. Сигнали з виходів керуючого автомата подаються на його ж входи, а також на входи операційного автомата. На входи керуючого автомата подаються також сигнали логічних умов. Кожна микрооперация виконується суворо при надходженні синхроимпульса і при подачі відповідного керуючого сигналу, який в свою чергу виробляється на основі сигналів логічних умов, обчислених в попередній такт роботи операційного пристрою.

Графічно зв'язки між операційним і керуючим автоматами показані на функціональній схемі операційного пристрою, приведеній на масштабно-координатному папері.

4.2. Опис роботи операційного пристрою на заданому відрізку часу

Даний:

А=1.1010010

В=0.0011101

Після виконання микрооперації y1на входи керуючого автомата приходить сигнал Y1и сигнали логічних умов, =1 і =0, під дією цих сигналів і при надходженні синхроимпульса з генератора синхроимпульсов (ГСИ) тригери керуючого автомата переходять в стану: T1=0, T2=0, T3=1, T4=0 (див. загальну схему). У свою чергу на дешифраторе виробляється сигнал Y2, при якому в операційному автоматі виконується микрооперация y2.

Яка полягає в наступному. Полю З (1) привласнюється значення перенесення в цей розряд Р(1), який можна обчислити по схемі на мал. 2.2.5., а схема З (1) зображена на мал. 2.2.1. Полю З (2) привласнюється значення інверсії перенесення в цей розряд Р(2) (мал. 2.2.7.), схема З (2) зображена на мал. 2.2.3. На полі З (3:25) відбувається привласнення З(i) суми В(i-1), інверсії А(i-1) і перенесення Р(i)(схема для З (i) на мал. 2.2.6., а для Р(i) на мал. 2.2.7), де i = 3-25. Але перенесення Р(25) визначається інакше, на основі схеми мал. 2.2.11. На полі З (26) відбувається подібна операція (З (26):=А (25)+В (25)) тільки без урахування перенесення, оскільки його не можливо (З (26) - останній розряд), схема дана на мал. 2.2.10. Внаслідок цієї микрооперації слово З приймає наступний вигляд: З=01.1001010

Далі на входи керуючого автомата подається сигнал y2и сигнали логічних умов =0 і =1. Тоді при надходженні сигналу з ГСИ і сигналу Y2триггери керуючого автомата переходять в стану: T1=0, T2=1, T3=0, T4=1, що на виході дешифратора відповідає сигналу Y5, під дією якого в операційному автоматі виконується микрооперация y5(див. загальну схему).

При цій микрооперації значення полів З (1) і З (2) не міняються, див. відповідно мал. 2.2.1. і мал. 2.2.3. Розрядам полів З (3:25) і З (26) привласнюється значення інверсії цих розрядів, що можна обчислити з схем на відповідно мал. 2.2.6. і мал. 2.2.10. Тоді в даному прикладі значення слова З буде таким: З=01.0110101

Далі, коли на входи керуючого автомата приходить сигнал Y5и сигнал з ГСИ, тригери керуючого автомата обнуляються, тобто T1=0, T2=0, T3=0, T4=0, а на виході дешифратора виробляється сигнал Y0(див. загальну схему), який означає, що операційний пристрій готовий до виконання наступного циклу операції арифметичного складання чисел з фіксованою комою в зворотних двійкових кодах.

Примітка.

У прикладі використовувалися восьмиразрядние слова А і В, а також девятиразрядное слово З, тобто полю З (3:25) відповідає поле З (3:8), а полю З (26) поле З (9).

Висновок

У даному курсовому проекті розроблений операційний пристрій, що виконує операцію арифметичного складання чисел з фіксованою комою в зворотних двійкових кодах. Також приведена загальна схема пристрою, що складається з двох головних частин: операційного автомата і керуючого автомата. У роботі передбачається, що вся інформація, необхідна для виконання операції (операнди А і В), була вже занесена в пам'ять пристрою.

Література

1. ПРОФ. А. А. Ейлер, доц. Р. С. Ефімова, ст. преп. В. В. Жевержеєва Методичні вказівки до виконання курсової роботи по дисципліні "Арифметичні і логічні основи цифрових автоматів". Ленінград: ЛИИЖТ, 1983

2. Б. Г. Лисиков Арифметичні і логічні основи цифрових автоматів Мінськ: Вища школа, 1980

Додаток

Прокрутка алгоритму операції приведена в таблиці 20.

Таблиця 20

Пункт

алгоритму

Виконання микрооперації або обчислення балка. умови

Умова переходу

Пункт переходу

Коментарії

1

2

3

4

5

1

А:=0.0011101

У:=0.1010010

Безуслов

2

Операнди з однаковими знаками (позитивні)

2

П (1):=0

З (1):=0

Безуслов

3

Обнулення

3

А (1)1

х 1 =0

5

Перевірка знака слова А

5

В (1)1

х 2 =0

8

Перевірка знака слова В

8

А:=0.0011101

+

У:=0.1010010

З:=00.1101111

Безуслов

9

Складання А і В із занесенням в З

9

З (2)1

х 4 =0

9.2

Перевірка знака слова З

9.2

З (2):=0

Безуслов

10

Привласнення З знака А

10

Кінець

1

А:=0.0011101

У:=0.1110011

Безуслов

2

Операнди з однаковими знаками (позитивні) з переповненням

2

П (1):=0

З (1):=0

Безуслов

3

Обнулення

3

А (1)1

х 1 =0

5

Перевірка знака слова А

5

В (1)1

х 2 =0

8

Перевірка знака слова В

8

А:=0.0011101

+

У:=0.1110011

З:=01.0010000

Безуслов

9

Складання А і В із занесенням в З

9

З (2)=1

х 4 =1

9.1

Перевірка знака слова З

9.1

П (1):=1

Безуслов

10

Реєстрація переповнення

10

Кінець

1

А:=1.0011101

У:=1.1010010

Безуслов

2

Операнди з однаковими знаками (негативні)

2

П (1):=0

З (1):=0

Безуслов

3

Обнулення

3

А (1)=1

х 1 =1

4

Перевірка знака слова А

4

В (1)=1

х 2 =1

8

Перевірка знака слова В

8

А:=0.0011101

+

У:=0.1010010

З:=00.1101111

Безуслов

9

Складання А і В із занесенням в З

9

З (2)1

х 4 =0

9.2

Перевірка знака слова З

9.2

З (2):=1

Безуслов

10

Реєстрація переповнення

10

Кінець

1

А:=1.0011101

У:=1.1110011

Безуслов

2

Операнди з однаковими знаками (негативні) з переповненням

2

П (1):=0

З (1):=0

Безуслов

3

Обнулення

3

А (1)=1

х 1 =1

4

Перевірка знака слова А

4

В (1)1

х 2 =0

8

Перевірка знака слова В

8

А:=0.0011101

+

У:=0.1110011

З:=01.0010000

Безуслов

9

Складання А і В із занесенням в З

9

З (2)=1

х 4 =1

9.1

Перевірка знака слова З

9.1

П (1):=1

Безуслов

10

Реєстрація переповнення

10

Кінець

Продовження табл. 20

1

2

3

4

5

1

А:=1.0011101

У:=0.1010010

Безуслов

2

Операнди з різними знаками

2

П (1):=0

З (1):=0

Безуслов

3

Обнулення

3

А (1)=1

х 1 =1

4

Перевірка знака слова А

4

В (1)1

х 2 =0

4.1

Перевірка знака слова В

4.1

А:=1.1100010

+

У:=0.1010010

З:=10.0110100

Безуслов

6

Складання інверсії А з В і занесенням в З

6

З (1)=1

х 3 =1

6.1

Перевірка перенесення із знакового розряду слова З

6.1

З (1:26):=З (1:26)+1

З=10,0110101

Безуслов

7

Додавання одиниці

7

З (2)1

х 4 =0

10

Перевірка знака слова З

10

Кінець

1

А:=0.0011101

У:=1.1010010

Безуслов

2

Операнди з різними знаками

2

П (1):=0

З (1):=0

Безуслов

3

Обнулення

3

А (1)1

х 1 =0

5

Перевірка знака слова А

5

В (1)=1

х 2 =1

5.1

Перевірка знака слова В

5.1

А:=0.0011101

+

У:=1.0101101

З:=01.1001010

Безуслов

6

Складання інверсії А з В і занесенням в З

6

З (1)1

х 3 =0

7

Перевірка перенесення із знакового розряду слова З

7

З (2)=1

х 4 =1

7.1

Перевірка знака слова З

7.1

З (1:26):=З (1:2).ù З (3:26)

З=01.0110101

Безуслов

10

Інвертування числових разрядо

(утворення прямого коду)

10

Кінець