1 Задание и содержание курсового проекта

20 Февраль 2014 →

1 Задание и содержание курсового проекта

Согласно заданию спроектировать управляющий цифровой автомат согласно задания. Проанализировать различные варианты построения комбинационной схемы ЦА и выбрать наиболее простой. Для данного варианта построить функциональную схему ЦА. Дать оценку конструктивной сложности ЦА. Представить рекомендации по выбору элементной базы для реализации цифрового автомата.

Набор исходных данных и ограничений для синтеза управляющего автомата. Все варианты задания сведены в табл.1.

Варианты задания курсовой работы

Операции

Код выполнения операций

Тип элемента памяти

Тип автомата

1

±

ОК

D

Мур

2

х

ПК

RS

Мили

3

÷1

ПК

JK

Мур

4

÷2

ПК

D

Мили

5

х2

ПК

JK

Мур

6

±

ОК

JK

Мили

7

х

ПК

D

Мур

8

х2

ПК

RS

Мили

9

÷1

ПК

D

Мили

10

÷2

ПК

RS

Мур

11

±

ДК

T

Мили

12

х

ПК

T

Мур

13

÷1

ПК

D

Мили

14

÷2

ПК

RS

Мур

15

х2

ПК

T

Мили

16

±

ДК

D

Мур

17

х

ПК

JK

Мили

18

х2

ПК

T

Мили

19

÷1

ПК

T

Мур

20

÷2

ПК

JK

Мур

Варианты операций обозначены в табл.1. следующим образом:

± - алгебраическое сложение/вычитание;

х – умножение обыкновенное;

х2 – умножение ускоренное (с анализом двух разрядов множителя).

÷1 – деление с восстановлением остатка;

÷2 – деление без восстановления остатка;

ПК – прямой код;

ОК – обратный код;

ДК – дополнительный код.

Результаты курсовой работы должны быть представлены в форме пояснительной записки и графической части, содержащей функциональную схему управляющего автомата.

Общие требования к оформлению пояснительной записки и графической части курсового проекта изложены в ГОСТ 2.105-95. Условные обозначения элементов цифровой техники определяет ГОСТ 2.743-91.

Курсовая работа должна содержать следующие разделы:

Содержание

1 Постановка задачи

2 Синтез управляющего автомата Мура (Мили)

2.1 Разработка структуры операционной части автомат

2.2 Разработка содержательной граф-схемы алгоритма

2.3 Получение функциональной ГСА

2.4 Получение функциональной ГСА

2.5 Построение граф автомата

2.6 Кодирование состояния автомата

2.7 Составление структурной таблицы переходов

2.8 Определение систем логических функций для выходных сигналов и сигналов возбуждения и их совместная минимизация

2.9 Построение функциональной схемы управляющего автомата

Список использованных источников

Заключение

ПРИЛОЖЕНИЕ А Функциональная схема цифрового автомата Мура (Мили)

Общие сведения о цифровых автоматах

2.1 Модель В.М. Глушкова

Согласно модели академика В.М. Глушкова цифровой автомат (ЦА) как устройство для автоматической обработки цифровой информации по заданным алгоритмам представляет собой совокупность операционного автомата (ОА) и управляющего автомата (УА).

Набор

осведомительных

сигналов (Х)

Набор

управляющих

сигналов (Y)

Входные

данные

Код операции

ОА

УА

Выходные

данные

Рисунок 1 - Структура цифрового автомата

Операционный автомат служит для выполнения собственно набора требуемых операций алгоритма. Управляющий автомат задает последовательность действий по алгоритму в зависимости от условий (которые также формируются ОА как логические сигналы), т.е. координирует действия узлов ОА. Он вырабатывает в некоторой временной последовательности управляющие сигналы, под действием которых в узлах ОА выполняются требуемые действия, например, установка регистра в некоторое состояние, инвертирование содержимого разрядов регистра, пересылка содержимого одного узла в другой, сдвиг содержимого узла влево, вправо, счет, при котором число в счетчике (регистре) возрастает или убывает на единицу, сложение и т. д.

Работа автомата разбивается на такты (дискретные интервалы времени). Каждое такое элементарное действие, выполняемое в одном из узлов ОА в течение одного тактового периода, называется микрооперацией.

Совокупность микроопераций, которые могут выполняться в ОА параллельно в одном такте, называется микрокомандой. Последовательность микрокоманд, реализующих алгоритм, называется микропрограммой.

Таким образом, если в ОА предусматривается возможность исполнения n различных микроопераций, то из УА выходят n управляющих цепей, каждая из которых соответствует определенной микрооперации. И если необходимо в ОА выполнить некоторую микрооперацию, достаточно из УА по определенной управляющей цепи, соответствующей этой микрооперации, подать сигнал (например, напряжение уровня лог.1). В силу того, что УА определяет микропрограмму, т.е. какие и в какой временной последовательности должны выполняться микрооперации, он получил название микропрограммного автомата.

Формирование управляющих сигналов y1, y2…..yn для выполнения микрокоманд может происходить в зависимости от состояния узлов ОА, определяемого сигналами х1, x2, ... , хs , которые подаются с соответствующих выходов ОА на входы УА. Управляющие сигналы y1, y2…..yn могут также зависеть от внешних сигналов xs+1, …., xL.

Для сокращения числа управляющих цепей, выходящих из УА (в тех случаях, когда оно конструктивно выполняется отдельно от операционного), микрокоманды могут кодироваться.

Результаты обработки, выполненной в ОА, снимаются с его выходов z1, z2, …zm.

. . . . . . . . . .

Управляющий

автомат

{

Синхросигнал

XS+1

XL

Y1

Y2

.

.

Yn

.

.

.

X1

.

.

.

XS

Вход данных

. . . . . . . . .

}

Z1 Z2 Zm

Операционный автомат

Рисунок 2 – Композиция операционного и управляющего автоматов

Таким образом, УА предназначен для выдачи управляющих сигналов в каждом такте работы ЦА, инициирующих выполнение определенных микроопераций (или микрокоманд) в ОА в соответствии с выполняемым алгоритмом и в зависимости от поступающих на входы УА информационных сигналов (условий). Фактически УА реализует последовательность действий по алгоритму, при этом содержание этих действий зависит от управляемого объекта, в данном случае – от ОА. Если ОА "знает как" делать, то УА "знает, что и когда", то есть в какой последовательности что делать. При этом для УА "что делать" – это просто коды команд, про их содержание он не знает.

2.2 Виды управляющих автоматов. Структуры автоматов Мили и Мура

Существует два принципиально разных подхода к проектированию микропрограммного автомата (управляющего автомата): использование принципа схемной логики (автоматы с жесткой логикой УАЖЛ) и использование принципа программируемой логики (УАПЛ).

В первом случае в процессе проектирования подбирается некоторый набор цифровых микросхем (обычно малой и средней степени интеграции) и определяется такая схема соединения их выводов, которая обеспечивает требуемое функционирование (т.е. функционирование определяется тем, какие выбраны микросхемы и по какой схеме выполнено соединение их выводов). Устройства, основанные на таком принципе схемной логики, способны обеспечивать наивысшее быстродействие при заданном типе технологии элементов. Недостаток этого принципа построения автомата состоит в трудности использования БИС и СБИС. Это связано с тем, что при использовании схемного принципа каждый разрабатываемый автомат окажется индивидуальным по схемному построению и потребует изготовления индивидуального типа БИС.

Эти обстоятельства заставляют обратиться к другому подходу в проектировании цифровых автоматов, основанному на использовании принципа программируемой логики. Этот подход предполагает построение с использованием одной или нескольких БИС некоторого универсального устройства, в котором требуемое функционирование (т.е. специализация устройства на выполнение определенных функций) обеспечивается занесением в память устройства определенной программы (или микропрограммы). В зависимости от введенной программы такое универсальное управляющее устройство способно обеспечивать требуемое управление операционным автоматом при решении самых разнообразных задач.



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Следующая → | Последняя | Одной страницей


See also:
Новое
Похожие записи
  • Титльник и содержание
    Министерство образования Омской области БОУ ОО СПО «Омский колледж транспортного строительства» Специальность...
  • Теоретическое содержание
    Основные этапы развития литературно-критической мысли Девятнадцатый век В девятнадцатом веке литературоведение оформилось...
  • Теоретическое содержание (2)
    Тема 7. ПРОБЛЕМА РОДА И ЖАНРА В НАУКЕ О ЛИТЕРАТУРЕ*Большинство исследователей под...

Комментарии закрыты.