Поделиться Поделиться

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства

Факультет радиоэлектроники ЛА

Кафедра 403

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«Цифровые устройства и микропроцессоры»

Тема

«Разработка специализированного процессора»

Варианты 6, 6

Выполнил:

студент группы 4О-303С

В.А. Феклисов

/подпись/ /инициалы, фамилия/

Руководитель:

Доцент

М.В.Самойленко

/подпись/ /инициалы, фамилия/

Москва 2016

Задание

Даны два 4-разрядных двоичных слова: A и B. Разработать спецпроцессор, который при выполнении условия:

Значения в младшем разряде слова А и i-м разряде В совпадают

Производит обработку слов A и B:

Определить сумму числа единиц в словах А и В



Общие теоретические сведения о микропроцессорах

Микропроцессор – устройство обработки данных, представленных в цифровой форме. Микропроцессоры разделяются на универсальные и специализированные, которые разрабатываются для решения одной конкретной задачи.

Функции микропроцессора:

1. сбор и обработка поступающих данных;

2. преобразование данных;

3. взаимодействие с периферийными устройствами;

4. отображение информации;

5. контроль функционирования микропроцессорной системы;

6. архивация данных;

7. обмен данных с другими системами.

Обобщённая структурная схема микропроцессора:

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 1

x1 – xs– сигналы состояний узлов операционного устройства.

y1 – yn– сигналы управления операционного устройства.

Операционное устройство обрабатывает данные. Управляющее устройство запускает в нужное время узлы операционного устройства.

Совокупность микроопераций, выполненных в один тактовый период, называется микрокомандой. Микропрограмма – это набор микрокоманд, предназначенных для решения определённой задачи. Из микропрограммы составляется программа микропроцессора. Выполнение каждой микрооперации происходит под действием управляющего сигнала yi. Если микрокоманда включает n-микроопераций, то устройство управления формирует на каждом такте n-сигналов. Управляющие сигналы y1 – ynопределяются состоянием узлов операционного устройства (x1 – xs) и внешним сигналом управления.

Построение микропроцессора

 
  Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 2


Принцип схемной логики:

Подбирается набор микросхем, которые соединяют таким образом, чтобы

реализовывалось требуемая логика микропроцессора.

Преимущества: наибольшая эффективность структуры и наибольшее быстродействие.

Недостаток: невозможность использования стандартных БИС(большие интегральные схемы), которые рассчитаны для решения больших задач.

Принцип программируемой логики:

Микропроцессор строится на одной или нескольких БИС универсального типа, а их специализация обеспечивается программированием.

В данной курсовой работе микропроцессор разрабатывается на основе схемной логики.


Кодер (шифратор) 74148

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 3

Шифраторы (кодеры) используются чаще всего для преобразования десятичных чисел в двоичный или двоично-десятичный код, например, в микрокалькуляторах, в которых нажатие десятичной клавиши соответствует генерации соответствующего двоичного кода. Поскольку возможно нажатие сразу нескольких клавиш, в шифраторах используется принцип приоритета старшего разряда, т.е. при нажатии клавиш 9, 5 и 2 на выходе шифратора будет генерироваться код 1001, соответствующий цифре 9. Следует отметить, что шифраторы как отдельный класс функциональных устройств представлены в наиболее богатой ТТЛ-серии всего двумя ИМС — 74147 и 74148, причем последняя ИМС имеется и в библиотеке программы EWB.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 4

2. Полусумматор (Half Adder – HA)

Полусумматор — логическая схема, имеющая два входа и два выхода (двухразрядный сумматор, бинарный сумматор). Полусумматор используется для построения двоичных сумматоров. Полусумматор позволяет вычислять сумму A+B, где A и B — это разряды двоичного числа, при этом результатом будут два бита S и C, где S — это бит суммы по модулю 2, а C — бит переноса.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 5

Элемент XNOR

Мнемоническое правило с любым количеством входов звучит так: На выходе будет:

"0" тогда и только тогда, когда на входа действует нечётное количество «0»,

"1" тогда и только тогда, когда на входа действует чётное количество «1» или «0»,

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 6

Описание работы схемы

1. Запись слов А и В в регистры.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 7

2. Проверка условия равенства разрядов.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 8

3. В случае невыполнения 2, работа схемы прекращается (результат сложения не записывается на выходной регистр).

4. Если 2 выполнено, то производится подсчет единиц в словах А и В.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 9


5. Нахождение суммы единиц в словах А и В.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 10

6. Запись числа, соответствующего сумме единиц в словах А и В, на выходной регистр.

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 11


Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 12

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 13

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 14

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 15

Факультет радиоэлектроники ЛА

Кафедра 403

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«Цифровые устройства и микропроцессоры»

Тема

«Разработка специализированного процессора»

Варианты 6, 6

Выполнил:

студент группы 4О-303С

В.А. Феклисов

/подпись/ /инициалы, фамилия/

Руководитель:

Доцент

М.В.Самойленко

/подпись/ /инициалы, фамилия/

Москва 2016

Задание

Даны два 4-разрядных двоичных слова: A и B. Разработать спецпроцессор, который при выполнении условия:

Значения в младшем разряде слова А и i-м разряде В совпадают

Производит обработку слов A и B:

Определить сумму числа единиц в словах А и В



Общие теоретические сведения о микропроцессорах

Микропроцессор – устройство обработки данных, представленных в цифровой форме. Микропроцессоры разделяются на универсальные и специализированные, которые разрабатываются для решения одной конкретной задачи.

Функции микропроцессора:

1. сбор и обработка поступающих данных;

2. преобразование данных;

3. взаимодействие с периферийными устройствами;

4. отображение информации;

5. контроль функционирования микропроцессорной системы;

6. архивация данных;

7. обмен данных с другими системами.

Обобщённая структурная схема микропроцессора:

Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 1

x1 – xs– сигналы состояний узлов операционного устройства.

y1 – yn– сигналы управления операционного устройства.

Операционное устройство обрабатывает данные. Управляющее устройство запускает в нужное время узлы операционного устройства.

Совокупность микроопераций, выполненных в один тактовый период, называется микрокомандой. Микропрограмма – это набор микрокоманд, предназначенных для решения определённой задачи. Из микропрограммы составляется программа микропроцессора. Выполнение каждой микрооперации происходит под действием управляющего сигнала yi. Если микрокоманда включает n-микроопераций, то устройство управления формирует на каждом такте n-сигналов. Управляющие сигналы y1 – ynопределяются состоянием узлов операционного устройства (x1 – xs) и внешним сигналом управления.

Построение микропроцессора

 
  Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства - Инвестирование - 2


Принцип схемной логики:

Подбирается набор микросхем, которые соединяют таким образом, чтобы

реализовывалось требуемая логика микропроцессора.

Преимущества: наибольшая эффективность структуры и наибольшее быстродействие.

Недостаток: невозможность использования стандартных БИС(большие интегральные схемы), которые рассчитаны для решения больших задач.

Принцип программируемой логики:

Микропроцессор строится на одной или нескольких БИС универсального типа, а их специализация обеспечивается программированием.

В данной курсовой работе микропроцессор разрабатывается на основе схемной логики.


Определение принципа решения задачи и узлов операционного устройства

Для решения поставленной задачи, нам понадобятся схемы регистров для сохранения

информации, мультиплексоры для выделения необходимых разрядов на проверку, кодеры для образования адреса канала мультиплексора, различные логические элементы, питание, заземление, лампочки и дисплеи.

← Предыдущая страница | Следующая страница →