Сделай Сам Свою Работу на 5
 

РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА

ФОРМАТ ВХОДНЫХ, ВЫХОДНЫХ И ВНУТРЕННИХ ПЕРЕМЕННЫХ, С КОТОРЫМИ ОПЕРИРУЕТ АЛУ

Исходные данные (операнды) поступают в формате 16-разрядных двоичных чисел с фиксированной запятой, представленных в прямом коде , , причем нулевой разряд является знаковым и запятая фиксирована после знакового разряда. Соответственно результат операции должен быть представлен в той же форме: .

При выполнении логической операции положение запятой и знак игнорируются, операции выполняются над 16-разряднвми двоичными векторами. Результат операции эквивалентности хранится в переменной E.

В операциях участвуют следующие переменные:

· – первый операнд;

· – второй операнд;

· – результат операции деления;

· – переменная для временного хранения результата деления;

· – результат логической операции;

· –переменная для хранения знака частного;

· - тип выполняемой операции (0- алгебраическая; 1- логическая);

· – знаковые разряды

Кроме того, устройство должно формировать признаки результата – двоичные переменные (флаги):

· – признак переполнения;

· – признак четности числа единиц в результате.


 

ГРАФ - СХЕМЫ АЛГОРИТМОВ ВЫПОЛНЯЕМЫХ ОПЕРАЦИЙ

Условные обозначения:

L1 – сдвиг влево на 1 разряд;

P=1 – признак четности числа единиц в результате выполняется;

P=0 – признак четности числа единиц в результате не выполняется;

OV=1 – признак арифметического переполнения выполняется;

OV=0 – признак арифметического переполнения не выполняется;

в условных циклах

1 – переход по ссылке «да»;

0 – переход по ссылке «нет».


 

начало
a0=b0
S:=1
a0:=0
b0:=0
C:=A-B
с0
OV:=0
C:=C+B
C:=L1(C)
C:=C-B
D:=L1(D)
OV:=1  
S:=0
n:=16
 
c0:=S
n:=n-1
n=0
c0
d15=0
d15=1  
n:=n-1
n=0
конец
C:=D



 

 


Рисунок 2.1. Граф-схема алгоритма деления с восстановлением остатка


 

начало  
n:=16
B=L1(B)
a0=b0
A=L1(A)
n:=n-1
E:=0
E:=1
n=0
Конец

Рисунок 2.2. Граф-схема алгоритма эквивалентности


 

2.2.3

начало
ОБЪЕДИНЕННАЯ ГРАФ - СХЕМА АЛГОРИТМА

a0=b0
F
n:=16

 


 

S:=0
S:=1
a0:=0
b0:=0
C:=A-B
с0
E:=0  
a0=b0
A=L1(A)  
n=0  
B=L1(B)  
n:=n-1  

 

 


E:=1  
OV:=1  
OV:=0

n:=n-1
C:=C+B
C:=L1(C)
C:=C-B
D:=L1(D)
n:=16

 


 

 

c0
d15:=0
d15:=1  
n=0
c0=S
n:=16
P=0
c0
P
P:=0
P:=1
n=0
C:=D

 

n=n-1
C:=L1(С)
n=0
конец

 

 


 

Рисунок 2.3. Объединенная ГСА

РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ОПЕРАЦИОННОГО АВТОМАТА

Учитывая действия, которые следует выполнить для реализации алгоритма, включим в состав операционного автомата следующие элементы:

· 4 шестнадцатиразрядных регистра PrA, PrB, PrC, PrD с возможностью сдвига содержимого влево;

· Триггеры Tr OV и Tr Pдля хранения признаков результата;

· 4 схемы сравнения на «равно»;

· Триггер S для временного хранения знака частного;

· ТриггерE для хранения результата логической операции;

· Четырехразрядный счетчик Сч_n.


 

 

Рг А
Рг В
Сум/Выч
Рг С
0
15
Рг D
0
15
C
 
OV  
S
В
Сч_n
R S Tг OV
R S Tг S
R S Tг P
A
R S Tг E
E

Рисунок 2.4. Операционный автомат АЛУ


 

СПИСОКМИКРООПЕРАЦИЙ И ЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ, РЕАЛИЗУЕМЫХ В ОПЕРАЦИОННОМ АВТОМАТЕ

Таблица 2.1. Список микроопераций ОА

Микрооперация Действие
C:=C+B
C:=C-B
C:=L1(C)
D:=L1(D)
A:=L1(A)
B:=L1(B)
C:=A-B
C:=D

 


Таблица 2.2. Список логических условий, формируемых в ОА:

Логическое условие Действие

 


 

2.2.6

начало
МИКРОПРОГРАММА ВЫПОЛНЯЕМЫХ В АЛУ ОПЕРАЦИЙ


конец

 

 


Рисунок 2.5. Микропрограмма операций деления и эквивалентности в терминах микроопераций и логических условий

 


 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА АЛУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМАТА МИКРОКОМАНД

При проектировании данного УА будем использовать смешанный способ кодирования микроопераций.

Разобьем все множество микроопераций на три непересекающихся подмножества .

Множество логических элементов состоит из пяти элементов:

.

Будем использовать единый формат микрокоманды (таблица 2.3).

А1 – адрес перехода при Х=0.

А2 – адрес перехода при Х=1.

Таблица 2.3. Формат микрокоманды

Y1 Y2 Y3 X A1 A2
4 бита 4 бита 4 бита 3 бита 5 бит 5 бит


 

КОДИРОВАНИЕ МИКРООПЕРАЦИЙ И ЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Таблица 2.4. Кодирование микроопераций и логических условий

Код Код
Ø Ø Ø Константа 0
Константа 1
   
   

 


 

2.3.3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА

MS
Y2
X
A1
A2
Пуск
ПЗУ МК
RD
D
CLK
Рг Сч А MK
   
ОА
   
Y1
Y3
DC
DC
DC
A

 

 


Рисунок 2.6. Структурная схема управляющего автомата


 

Содержимое ПЗУ микропрограмм

Таблица 2.3. Содержимое ПЗУ микропрограммы

Адрес
00000(0) 00001(1) 10110(22)
00001(1) 00010(2) 00011(3)
00010(2) 00100(4) 00000(0)
00011(3) 00100(4) 00000(0)
00100(4) 00101(5) 00000(0)
00101(5) 00110(6) 00111(7)
00110(6) 10101(21) 00000(0)
00111(7) 01000(8) 00000(0)
01000(8) 01001(9) 00000(0)
01001(9) 01010(10) 00000(0)
01010(10) 01011(11) 01100(12)
01011(11) 01001(9) 01101(13)
01100(12) 01000(8) 01101(13)
01101(13) 01110(14) 00000(0)
01110(14) 01111(15) 00000(0)
01111(15) 10000(16) 00000(0)
10000(16) 10100(20) 10001(17)
10001(17) 10010(18) 10011(19)
10010(18) 10100(20) 00000(0)
10011(19) 10100(20) 00000(0)
10100(20) 10000(16) 10101(21)
10101(21) 00000(0) 00000(0)
10110(22) 10111(23) 00000(0)
10111(23) 11010(26) 11000(24)
11000(24) 10111(23) 11001(25)
11001(25) 01111(15) 00000(0)
11010(26) 01111(15) 00000(0)

 


[1] Коронирующий разряд - это газовый разряд, наблюдаемый в близи заострённых участков проводника, несущего большой электрический заряд. При такой большой напряжённости поля ионизация посредством электронного удара происходит при атмосферном давлении.

[2] Лазер - слово «лазер» составлено из первых букв английских слов, входящих в выражение «Light amplification by stimulated emission of radiation», что в переводе означает «усиление света вынужденным излучением». Первый лазер на кристалле рубина был создан американским физиком Т. Мейманом в 1960 г.

 

 



©2015- 2023 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.