Разработка функционального устройства

МОСКОВКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(государственный  технический университет) 
 

Кафедра 403 
 
 
 
 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Вычислительные системы и микропроцессорная  техника» 
 
 
 
 
 

Выполнил

студент группы 04-512

Гуреев И.А. 

Консультировал

Мальшаков Г.В. 
 
 
 
 
 
 

2010 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ 

1.  Уточнение  задания …………………………………………………………3

2. Разработка  схемы алгоритма и составление операционного описания….5

3. Построение функциональной схемы операционного автомата…………..7

4. Управляющий автомат с жесткой логикой………………………………....8

5. Управляющий автомат с программируемой логикой……………………..12

6. Функциональная схема автомата с программируемой логикой………….15

7. Построение  принципиальной схемы……………………………………….16

8. Временные  диаграммы………………………………………………………17

9. Список литературы…………………………………………………………..18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАДАНИЕ  

      По  шинам А{1:8} и В на вход устройства поступает 16-ти разрядный код по байтам (первый байт по шине А параллельно, второй по шине В последовательно). Определить число комбинаций 11011 в пришедшем коде, результат выдав по отдельной шине С.   
 
 

УТОЧНЕНИЕ ЗАДАНИЯ 

     1. Примем, что источник входного кода гарантирует правильность выставленной информации во время действия стробирующего импульса СТРОБ, а само устройство подтверждает выдачу кода числа единичных символов генерацией импульса считывания УСЧИТ.

     Выберем тактовую синхронизирующую последовательность импульсов.  Пусть в разрабатываемом  устройстве она будет общей для  источника, устройства преобразования и потребителя информации (внешняя синхронизация). Пусть частота ГТИ равна 5 МГц.

     Будем считать, что смена кодов А, В и С осуществляется по положительному фронту импульсов ГТИ, длительность импульсов СТРОБ и УСЧИТ равна длительности импульсов тактовой последовательности, а положительные фронты этих импульсов появляются вслед за положительным фронтом импульсов ГТИ.

     2. Определим разрядность выходного  кода. Максимальное число возможных  последовательностей 11011 в 16-ти  разрядном коде равно 11, следовательно,  оно потребует формирования на выходной шине 4-х разрядного кода.

     3. Входные данные, приходящие по шинам A{1:8} и B, сопровождаются управляющими сигналами СТРОБ (передний фронт сигнала СТРОБ совпадает с установившимся сигналом на шинах A и B).

     

    Выходные  данные C{1:4} формируемые устройством сопровождаются управляющим сигналом УСЧИТ (передний фронт сигнала УСЧИТ совпадает с установившимся сигналом на шине C), что бы последующие устройства знали, в какой момент времени необходимо считать результат работы нашего устройства. Считывание данных происходит по переднему фронту управляющих сигналов.

    Примем, что в разрабатываемом устройстве не требуется введения внутренней индикации, и не будем пока накладывать никаких ограничений на потребляемую устройством мощность и, следовательно, на выбор оптимальной элементной базы.

Временные диаграммы

 ГТИ:                                                                                                                      t

СТРОБ:

                                                                                                                               t

Шина А:

                                                                                                                                t

Шина В:

                                                                                                                               t

Шина С:

                                                                                                                               t

УСЧИТ:

                                                                                                                               t

РАРАБОТКА СХЕМЫ АЛГОРИТМА

И СОСТАВЛЕНИЕ  ОПЕРАЦИОННОГО ОПИСАНИЯ

 

      нет

 
 
 
 

      нет 
 

      да 

      нет 

      да 
 

 
 
 
 
 
 

Микропрограмма 1

Переменные:

      входные: А{1:8}, В, строб;

      внутренние: РГ1{1:8}, СЧ1{1:4}, СЧ2{1:4};

      внешние: УСЧИТ, С{1:4}:=СЧ1{1:4}; 

Признаки:

      Р1:= ù СТРОБ;

          Р2:= РГ3{1}&РГ3{2}&ù РГ3{3}&РГ3{4}&РГ3{5}=1;

         Р3:=СЧ2{3}&(СЧ2{2}|СЧ2{1}|СЧ2{0});

         P4:=СЧ2{1:4}=11; 

Процедура:

      М1                              если Р1, то М1;

                     УЗП:   РГ1{1:8}:=А{1:8};

                      УН1:  СЧ1:=0;

                      УН2: СЧ2:=0;

                              

     М2                          если Р2, то М3;

                     УСЧ1:    СЧ1:=СЧ1+1;

                                             если Р3, то М3;

                                             если Р1, то М3; 

          М3                              если Р4, то М4;

                     УСДВ:   РГ1{1:8}:=РГ1{2:8}.B;

                     УСЧ2:  СЧ2:=СЧ2+1;

                 идти к М2; 

      М4      С{1:4}:=СЧ1{1:4},

                      УСЧИТ;

конец;                       

после упрощения  микропрограмма принимает вид:

Микропрограмма 2

Переменные:

      входные: А{1:8}, В, строб;

      внутренние: РГ1{1:8}, СЧ1{1:4}, СЧ2{1:4};

      внешние: УСЧИТ, С{1:4}:=СЧ1{1:4}; 

Признаки:

      Р1:= ù СТРОБ;

          Р2:= РГ3{1}&РГ3{2}&ù РГ3{3}&РГ3{4}&РГ3{5}=1;

         Р3:=СЧ2{3}&(СЧ2{2}|СЧ2{1}|СЧ2{0});

         P4:=СЧ2{1:4}=11; 

Процедура:

      М1                              если Р1, то М1;

                     УЗП:   РГ1{1:8}:=А{1:8}, СЧ1:=0, СЧ2:=0;

                              

     М2                          если Р2, то М3;

                     УСЧ1:    СЧ1:=СЧ1+1;

                                             если Р3, то М3;

                                             если Р1, то М3; 

          М3                              если Р4, то М4;

                     УСДВ:   РГ1{1:8}:=РГ1{2:8}.B, СЧ2:=СЧ2+1;

                 идти к М2; 

      М4      С{1:4}:=СЧ1{1:4},

                      УСЧИТ;

конец;                       

                                                                      

Функциональная схема операционного автомата 

Управляющий автомат с жесткой  логикой 

      УА  с жесткой логикой будем строить  в виде классического конечного  автомата – Мура или Мили.

Граф-схема  для автомата Мура

                                                                            а0

                                       1

      а1

 0  

 а2

  1 

      1  

  

 1 

 а4

      а3

 а0

                     Р2                              

            Р1                                  ùР1         ùР2&Р3&P4+ùР2&ùР3&ùР1&P4

                    ùР3&ùР1&ùР4         ùР3&ùР1&Р4

      УСДВ&P2

 

                                                   ùР2&Р3&P4&УСДВ+ùР2&ùР3&ùР1&P4&УСДВ