|
|
|
Проектирование операционного устройства |
|
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра "Электронные вычислительные машины"
Курсовой проект
по дисциплине "Теория автоматов"
Проектирование операционного устройства.
Выполнил
ст. гр. ИНФО-810
Бабкин А. Н.
Проверил
Ефимова Р. С.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2000
В вычислительной технике применяются так называемые операционные устройства. Эти устройства могут выполнять различные операции над кодовыми словами. Любая операция может быть представлена конечной последовательностью действий, эти действия называются микрооперациями.
В данной работе проводится проектирование операционного устройства, выполняющего операцию сложения двоичных чисел с фиксированной запятой в обратных кодах.
Содержание
Введение.________________________________________________________________4
1. Разработка структурной схемы операционного автомата.
1.1. Разработка содержательного графа операции
сложения двоичных чисел в обратных кодах._____________________________5
1.2. Разработка структурной схемы операционного автомата.__________________8
2. Разработка функциональной схемы операционного автомата.
2.1. Синтез блока П._____________________________________________________10
2.2. Синтез блока C._____________________________________________________11
3. Разработка функциональной схемы управляющего автомата.
3.1. Структурная схема управляющего автомата._____________________________28
3.2. Закодированная граф-схема работы управляющего
автомата и граф управляющего автомата.________________________________28
3.3. Синтез комбинационных схем, реализующих функции возбуждения
элементов памяти управляющего автомата.______________________________31
4. Функциональная схема операционного устройства.
4.1. Организация связей между ___________________________________________33
операционным и управляющим автоматами.
4.2. Описание работы операционного устройства
на заданном отрезке времени.__________________________________________33
Заключение.______________________________________________________________34
Литература.______________________________________________________________34
Приложение._____________________________________________________________35
Введение
Задачей данного курсового проекта является разработка операционного устройства для выполнения заданной операции сложения с фиксированной запятой чисел, представленных обратными двоичными кодами
на уровне логических схем. Эта задача разбивается на две: разработку схем операционного автомата и управляющего автомата.
Все непосредственные операции действий над словами, вычисления логических условий, хранения данных возлагаются на операционный автомат.
Управляющий автомат вырабатывает последовательность управляющих сигналов в соответствии микропрограммой функционирования операционного устройства. Эти управляющие сигналы поступают на вход операционного устройства.
.
1. Разработка структурной схемы операционного автомата
1.1. Разработка содержательного графа операции сложения двоичных чисел в обратных кодах
Для составления формального описания работы операционного устройства (ОУ) необходимо проанализировать словесное описание алгоритма выполнения заданной операции и с учетом исходных данных дать описание с помощью Ф-языка:
· слов (наименование, тип, формат);
· микроопераций;
· логических условий;
Описание слов показано в табл. 1.
Таблица 1
СловоНазначение словаТип словаА(1:25)Первое слагаемоеВходное, внутреннееВ(1:25)Второе слагаемоеВходное, внутреннееС(1:26)Результат Внутреннее, выходноеП(1)Признак переполненияВнутреннее, выходное
Описание микроопераций дано в табл. 2.
Таблица 2
Пункт алгоритмаСловесное описаниеУсловное
обозначениеФормальное описание1Начало y02Присвоение слову П(1) и старшему разряду слова С(1:26) значение нуляy1П(1):=0
С(1):=034.1Слову С(1:26) присвоить значение суммы слов В(1:25) и А(1:25) с инверсией числовых разрядов последнегоy2C(1:26):=00.В(2:25)+01.А(2:25)5.1Слову С(1:26) присвоить значение суммы слов А(1:25) и В(1:25) с инверсией числовых разрядов последнегоy3C(1:26):=00. А(2:25) + 01.В(2:25)6.1К слову С(1:26) прибавить единицу младшего разрядаy4С(1:26):=С(1:26)+17.1Образование в С(1:26) прямого кода результатаy5С(1:26):=С(1:2).С(3:26)8Слову С(1:26) присвоить значение суммы слов А(1:25) и В(1:25)y6C(1:26):=00. А(2:25) + 00.В(2:25)9.1Слову П(1) присваивается значение единицыy7П(1):=1
9.2Знаковому разряду слова С(1:26) присвоить значение знакового разряда слова А(1:25)y8С(2):=А(1)10Конецy0Логические условия, под действием которых вырабатываются управляющие сигналы, описаны в табл. 3.
Таблица 3
Пункт алгоритмаСловесное описание логических условийУсловное
обозначениеФормальное описание3Проверка знака слова А(1:25)x14,5Проверка знака слова В(1:25)x26Проверка старшего разряда слова С(1:26) x37,9Проверка знака слова С(1:26)x4
Для проектирования ОУ необходимо удостоверится в правильности алгоритма, для этого "прогонка" (проверка) алгоритма проводилась по всем возможным случаям знака множителей, а также на случай переполнения. В результате этой проверки выяснено, что алгоритм верен, и на его основе можно ОУ (см. Приложение табл. 20).
Чтобы связи между ступенями алгоритма представлялись яснее, весь алгоритм можно изобразить в виде содержательного графа, который дает визуальное представление об алгоритме данной операции. Содержательный граф-схема микрооперации предсталена на рис. 1.1.1.
1.2
В структурном отношении операционный автомат может быть разбит на блоки, каждый из которых содержит в себе элементы памяти и комбинационные схемы, количество блоков определяется количеством слов с памятью.
Память это регистр, длина которого совпадает с длиной слова.
Если микрооперации выполняются над отдельными разрядами слова и при этом различны в разных разрядах, то в регистре выделяются так называемые поля, то есть совокупности разрядов объединенных общей совокупностью микроопераций или общим участием в формировании условий. Например, поле знаковых разрядов.
Разбиение на поля данных слов при заданной операции описано в табл. 4.
Таблица 4
Имя блокаМножество микроопераций в блокеМножество логических условийПоля Аx1А(1), А(2:25)Вx2В(1), В(2:25)Сy1, y2, y3, y4, y5, y6, y8x3, x4С(1), С(2), С(3:25), С(26) Пy1, y7П(1)
1.2 Разработка структурной схемы операционного автомата.
Структурная схема дает представление о количестве блоков, входящих в структуру, их назначении, описание особенностей и о связях между блоками в процессе реализации функций устройства.
Количество блоков равно количеству слов с памятью, то есть необходимо четыре блока.
Связь между блоками (регистрами) осуществляется при передаче информации из блока в блок или при занесении информации извне.
Входными сигналами в операционный автомат являются сигналы из управляющего автомата, они дают команду на выполнение микроопераций над словами. Выходными сигналами из операционного автомата являются
1 2 3 4
|
|
|
|
 |
НА САЙТЕ: |
|
Рефераты на CD →