←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
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
Слово Назначение слова Тип слова
А(1:25) Первое слагаемое Входное, внутреннее
В(1:25) Второе слагаемое Входное, внутреннее
С(1:26) Результат Внутреннее, выходное
П(1) Признак переполнения Внутреннее, выходное
Описание микроопераций дано в табл. 2.
Таблица 2
Пункт алгоритма Словесное описание Условное
обозначение Формальное описание
1 Начало y0
2 Присвоение слову П(1) и старшему разряду слова С(1:26) значение нуля y1 П(1):=0
С(1):=0
3
4.1 Слову С(1:26) присвоить значение суммы слов В(1:25) и А(1:25) с инверсией числовых разрядов последнего y2 C(1:26):=00.В(2:25)+01.А(2:25)
5.1 Слову С(1:26) присвоить значение суммы слов А(1:25) и В(1:25) с инверсией числовых разрядов последнего y3 C(1:26):=00. А(2:25) + 01.В(2:25)
6.1 К слову С(1:26) прибавить единицу младшего разряда y4 С(1:26):= С(1:26)+1
7.1 Образование в С(1:26) прямого кода результата y5 С(1:26):= С(1:2).С(3:26)
8 Слову С(1:26) присвоить значение суммы слов А(1:25) и В(1:25) y6 C(1:26):=00. А(2:25) + 00.В(2:25)
9.1 Слову П(1) присваивается значение единицы y7 П(1):=1
9.2 Знаковому разряду слова С(1:26) присвоить значение знакового разряда слова А(1:25) y8 С(2):=А(1)
10 Конец y0
Логические условия, под действием которых вырабатываются управляющие сигналы, описаны в табл. 3.
Таблица 3
Пункт алгоритма Словесное описание логических условий Условное
обозначение Формальное описание
3 Проверка знака слова А(1:25) x1
4,5 Проверка знака слова В(1:25) x2
6 Проверка старшего разряда слова С(1:26) x3
7,9 Проверка 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 блока Множество микроопераций в блоке Множество логических условий Поля
А x1 А(1), А(2:25)
В x2 В(1), В(2:25)
С y1, y2, y3, y4, y5, y6, y8 x3, x4 С(1), С(2), С(3:25), С(26)
П y1, y7 П(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 значения логических условий, которые в свою очередь поступают на входы управляющего автомата.
Тогда с помощью данных из таблиц 1, 2, 3, 4 можно составить структурную схему операционного автомата, которая представлена на рис. 1.2.1.
Рис. 1.2.1.
2. Разработка функциональной схемы операционного автомата
2.1. Синтез блока П
Для синтеза комбинационной схемы каждого разряда необходимо четко знать какие микрооперации выполняются в блоке, какие логические условия вычисляются в нем и какие поля выделены.
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
|
|