Курсовая работа (стр. 1 )

Министерство общего и профессионального образования

Курский государственный технический университет

Кафедра Вычислительной техники

Курсовая работа

по дисциплине “Схемотехника”

на тему “ Проектирование дискретного устройства”

вариант № 5

Выполнил студент

группы ВМ-51

Проверил доцент

кафедры ВТ

1997

Задание на курсовой проект.

Синтезировать дискретное устройство на элементах малой степени интеграции ( первая часть работы ) и большой степени интеграции ( вторая часть ) . Устройство должно выполнять следующие микрооперации над 4 – х разрядными словами ( с учётом возможности наращивания схемы ) :

1)  установка 0 ( Y0 ) ;

2)  параллельная запись входного слова ( Y1 ) ;

3)  конъюнкция ( Y2 ) ;

4)  сложение ( Y3 ) ;

5)  сравнение = ( Y4 ) ;

6)  сдвиг вправо на 1 разряд ( Y5 ) ;

7)  преобразование кода в дополнительный ( Y6 ) ;

8)  сложение 1 со сквозным переносом ( Y7 ) ;

9)  свёртка по модулю 2 ( Y8 ) .

Для синтеза схемы на МИС использовать 564 серию

микросхем. Для второй части работы использовать ПЗУ 1601 серии. Тип триггера двух ступенчатый JK- триггер с записью во вторую ступень по положительному фронту.

Содержание

1. Введение

1. Синтез дискретного устройства на элементах малой

интеграции

2.1 Проектирование Микроопераций . . 8

2.1.1 Анализ работы триггера

2.1.2 Микрооперация установки в “0”

2.1.3 Микрооперация записи входного числа. . 8

2.1.4 Микрооперация И, конъюнкция

2.1.5 Микрооперация сложения

2.1.6 Микрооперация сравнения, =

2.1.7 Микрооперация сдвига вправо на 1 элемент . . 11

2.1.8 Микрооперация преобразования кода в доп-ный . . 11

2.1.9 Микрооперация инкремента

2.1.10 Микрооперация свертки по mod

2.2 Построение объединенных функций возбуждения. 16

2.3 Расчёт быстродействия ДУ. . 18

3. Проектирование ДУ на БИС

3.1 Карта программирования ПЗУ

4. Заключение

5. Библиографический список

6. Приложение

1. Введение.

При проектировании ДУ представляется в виде

структуры, представленной на рис.1

Структура дискретного устройства

 

D1 D2 Dn-1 Dn

 

Y

У1 P2 У2 P3 Уn-1 Pn Уn

 

Z1 Z2 Zn-1 Zn

рис.1

В составе структорной схемы входят :

У1 ,У2 ,.....,Уn-1 ,Уn -Элементарные устройства ;

D1, D2,......,Dn-1 ,Dn - Множество входных данных ;

Z1 , Z2,......,Zn-1 ,Zn - Множество выходных данных ;

P2 ,P3,.......,Pn-1 ,Pn - Сигналы состояния элементарного ДУ после выполнения операции ;

Y -Множество управляющих сигналов.

Проектирование ДУ сводится к синтезу элементарного ДУ, обрабатывающего один бит информации и включающего один элемент памяти (триггер).

Элементарное дискретное устройство можно

изобразить в виде следующей структуры :

Структура элементарного дискретного устройства

Q1 Qi Di

 

{Y} Pi

 

Pi К. Сх. Вх.

 

f1i f2i

 

Ti

Qi

 

Qi

 

{Y} К. Сх. Вых.

 

Zi

рис.2

В данной структуре введены следующие обозначения:

К. Сх. Вх. - входная комбинационная схема ;

К. Сх. Вых. - выходная комбинационная схема ;

Тi - i-ая ячейка памяти;

Qi, Qi - прямой и инверсный выходы триггера;

Триггер заданного типа служит для хранения i-го разряда преобразуемого слова s[1,n].

Входная комбинационная схема обеспечивает выполнения операций из множества Y, результатом которых является соответствующие значения функций возбуждения f1i ,f2i для каждого из входов триггера, обеспечивающих соответствующий переход триггера.

Элементарное ДУ управляется множеством микроопераций следующего вида:

- Установка элемента памяти в исходное состояние ;

-Запись данных в ДУ ;

-Логическая операция И ;

-Сдвиг кода в ДУ вправо на 1 разряд ;

-Счет на сложение (+1) со сквозным переносом ;

-Преобразование в дополнительный код ;

-Арифметическая операция сложение ;

-Операция сравнения = ;

-Свертка по mod 2 (паралельный) ;

Выходная комбинационная схема обеспечивает преобразование содержимого элементарного ДУ и формирование свертки содержимого ДУ.

Синтез элементарного ДУ сводится к получению функций возбуждения для каждой операций отдельно и далее, построению объединенных функций возбуждения триггера элементарного дискретного устройства.

2. Синтез дискретного устройства на элементах малой интеграции.

Схема Дискретного устройства в общем можно представить в следующем виде:

X0 TT Q0

X1 0

X2

X3 0 0Q0

Pвх.

Y0

Y1 1 TT Q1

Y2

Y3 1

Y4 0Q1

Y5 К. Сх.1 К. Сх.2

Y6

2 TT Q2

C

2 0 Q2

3 TT Q3

3 0 Q3

 

Y7

Y8

PВЫХ.

Рис.3

2.1 Проектирование Микроопераций

2.1.1 Анализ работы триггера

В триггере типа JK J – вход служит для установки 1 , а K- для установки 0 . Логика работы триггера представлена в таблице 1 .

Таблица работы триггера

таб.1

Qt	Qt+1	J	K
0	0	0	*
0	1	1	*
1	0	*	1
1	1	*	0

*- означает неопределённое состояние.

2.1.2 Микрооперация установки 0 .

Код операции Y0 .

Для обнуления содержимого триггера необходимо на вход J подать 0 , а на K 1 :

Ji=0,

Ki=1, Где i=1, … ,4

2.1.3 Микрооперация записи входного числа X=x3 x2 x1 x0

Код операции - Y1.

Независимо от исходного состояния Qi после операций Qit+1=xi.

Таблица переходов триггера Таб.2

Xi			Ji	Ki
0	0	0	0	*
0	1	0	*	1
1	0	1	1	*
1	1	1	*	0

Изобразим карту Карно :

Ji : Xi

_______

0	1
*	*

Ki : Xi

_____

*	*
1	0

_

Очевидно Ji= Xi, a Ki=Xi.

2.1.4 Микрооперация И , конъюнкция .

Код операции - Y2 .

В каждом разряде после Qit+1 = Xi Qi.

Таблица переходов триггера

Таб.3

0	0	0	0	*
0	1	0	*	1
1	0	0	0	*
1	1	1	*	0

Очевидно, что =0 , .