Синтез АЛУ

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Декабря 2012 в 22:37, курсовая работа

Описание

В операционном блоке выполняется операция, для которой предназначено устройство. На вход операционного блока поступают операнды, а на выходе операционного блока формируются результаты выполнения операции. В операционном блоке помимо выполняемых действий могут формироваться признаки операндов, промежуточных или окончательных результатов. Такими признаками являются знаки операндов, знак остатка при делении и другие.

Содержание

Введение……………………………………………………………………..........2
Задание…………………………………………….……………………………...3
Общая последовательность вычитания и логического
сложения чисел с ФТ……………………………………………………………..3
Структурная схема АЛУ………………………….……………………………...3
Алгоритм вычитания и логического сложения чисел в АЛУ……………....…5
Разработка функциональной схемы блока управления…………………….....7
6.1 Общая последовательность разработки……………………………….......7
6.2 Формализация задания………………………………………………...…....7
6.3 Выбор типа автомата……………………………………………………….9
6.4 Разметка схемы алгоритма ………………………………………………..9
6.5 Составление таблиц переходов и выходов……………………………….9
6.6 Кодирование состояний……………………………………..……………..11
6.7 Составление кодированной таблицы переходов и выходов…….………11
6.8 Выбор типа триггера………………………………………………….……11
6.9 Преобразование таблицы переходов в таблицу
функций возбуждения триггеров………………………………………...…13
6.10 Запись функций возбуждения и функций выходов в СДНФ…………..16
6.11 Минимизация функций возбуждения и функций выходов…………….19
6.12 Выбор типа логических элементов………………………………………27
6.13 Преобразование функций переходов и функций выходов……………..27
6.14 Построение функциональной схемы блока управления………………..29
6.15 Проверка правильности работы блока управления……...……………...30
Заключение………………………………………………………………..…….31
Литература……………………………………………………………………....32

Скачать (885.08 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

Otchet_P_M_A.docx

— 1,004.46 Кб (Скачать документ)

  6.5  Составление таблицы переходов и выходов

Таблица переходов  и  выходов составляется по размеченной  схеме алгоритма. Число строк таблицы (без заглавной) равно числу комбинаций входных сигналов, а число столбцов (без заглавного) равно числу состояний автомата.

Для сокращения размеров таблицы следует учесть, что при  входном сигнале a = 0 автомат может находиться только в состоянии . Таблица переходов и выходов автомата приведена в виде таблицы 2.

 

  Таблица 2

Входы

Состояния и выходы

k

r

a

b

s

Y0

Y1

Y2

Y3,Y4

Y5,Y6

Y5,Y8

Y7,Y6

Y7,Y8

Y9

Y10

Y11

Y12

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

0

-

-

-

-

Q0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1 0 0 0 0

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 0 0 0 1

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 0 0 1 0

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 0 0 1 1

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 0 1 0 0

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 0 1 0 1

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 0 1 1 0

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 0 1 1 1

Q1

Q2

Q3

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 1 0 0 0

Q1

Q2

Q4

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 1 0 0 1

Q1

Q2

Q4

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 1 0 1 0

Q1

Q2

Q5

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 1 0 1 1

Q1

Q2

Q5

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 1 1 0 0

Q1

Q2

Q6

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 1 1 0 1

Q1

Q2

Q6

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0

1 1 1 1 0

Q1

Q2

Q7

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q11

Q11

Q0

1 1 1 1 1

Q1

Q2

Q7

Q8

Q8

Q8

Q8

Q8

Q9

Q10

Q11

Q0




 

 

 Рисунок 6 - Размеченная схема алгоритма

6.6  Кодирование состояний

 

Принимаем естественный способ кодирования.

Число элементов памяти при этом будет равно

 

n = (N) ­ ,

 

где:  n – число элементов памяти;

        N – число состояний автомата;

        ­ - знак округления в большую сторону до целого.

При N = 12 получим:

n = ( 12) ­ = 4.

 

Обозначим элементы памяти символами , , и . Далее каждому состоянию поставим в соответствие двоичный код его номера и набор состояний элементов памяти. В результате получим следующее кодирование состояний:

_  _  _  _     _          _

Q0 ® 0000 ®    Q6® 0110 ®

_  _  _      _   

Q1 ® 0001 ®    Q7® 0111 ®

 _  _     _         _  _  _

Q2 ® 0010 ®    Q8® 1000 ®

_  _           _  _ 

Q3 ® 0011 ®    Q9® 1001 ®

_      _  _           _     _

Q4 ® 0100 ®    Q10® 1010 ®

_     _             _

Q5 ® 0101 ®    Q11® 1011 ®

 

 

6.7  Составление  кодированной таблицы переходов  и выходов

 

Для составления кодированной таблицы переходов заменим в  таблице 2 состояния  Qi их двоичными номерами в соответствии с принятым кодированием. В результате получим кодированную таблицу переходов и выходов, которая имеет вид таблицы 3. В таблице 3 приведены как двоичные Q номера состояний, так и состояния каждого элемента памяти. Кроме этого, в таблице приведены значения выходных сигналов, которые остаются теми же, что и в таблице 2.

 

6.8  Выбор типа триггера

 

Выбор типа триггера производится методом перебора. При этом поочередно выполняется  синтез автомата для всех рассматриваемых  типов триггеров. Для реализации выбирается тип триггера, при использовании  которого автомат имеет меньшую  сложность. В данном случае синтез производится для RS- триггера и D – триггера.

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.9   Преобразование  таблицы переходов в таблицу  функций возбуждения триггеров

 

При использовании D – триггеров преобразование таблицы переходов не выполняется. Поэтому приведем преобразование таблицы переходов в таблицу функций возбуждения для Т – триггеров. Эта таблица имеет вид таблицы 4.

 

Необходимо записать функции возбуждения триггеров, такие, чтобы триггеры переходили в  те же состояния, что и D – триггеры, т. е. автомат должен работать также, как и при использовании D – триггера. Для этого кодированная таблица переходов преобразуется в таблицу функций возбуждения триггеров. Преобразования выполняются при помощи характеристической таблицы соответствующего триггера, которая имеет вид таблицы

 

 

Таблица 5

Состояния

Входы

Qt

Qt+1

S

R

0

0

0

-

0

1

1

0

1

0

0

1

1

1

-

0


 

Таблица 4.1

 

Входы

Состояния и выходы

k r a b s

Y0

Y1

Y2

Q0

Q1

Q2

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

Кодировка

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

0 -  -  -  -

0-

0-

0-

0-

-

-

-

-

-

-

-

-

1 0 0 0 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 0 0 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 0 1 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 0 1 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 1 0 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 1 0 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 1 1 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 0 1 1 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

0-

-0

0-

1 1 0 0 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

0-

1 1 0 0 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

0-

1 1 0 1 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

10

1 1 0 1 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

10

1 1 1 0 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

0-

1 1 1 0 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

0-

1 1 1 1 0

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

10

1 1 1 1 1

0-

0-

0-

10

0-

0-

10

01

0-

10

01

10




 

 

 

Таблица 4.2

 

Входы

Состояния и выходы

k r a b s

Y3 , Y4

Y5 , Y6

Y5 , Y8

Q3

Q4

Q5

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

Кодировка

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

0 -  -  -  -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1 0 0 0 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 0 0 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 0 1 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 0 1 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 1 0 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 1 0 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 1 1 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 0 1 1 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 0 0 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 0 0 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 0 1 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 0 1 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 1 0 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 1 0 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 1 1 0

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01

1 1 1 1 1

10

0-

01

01

10

01

0-

0-

10

01

0-

01





Таблица 4.3

 

Входы

Состояния и выходы

k r a b s

Y7 , Y6

Y7 , Y8

Y9

Q6

Q7

Q8

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

Кодировка

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

S1R1

S2R2

S3R3

S4R4

0 -  -  -  -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1 0 0 0 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 0 0 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 0 1 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 0 1 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 1 0 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 1 0 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 1 1 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 0 1 1 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 0 0 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 0 0 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 0 1 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 0 1 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 1 0 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 1 0 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 1 1 0

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

1 1 1 1 1

10

01

01

0-

10

01

01

01

-0

0-

0-

-0

Информация о работе Синтез АЛУ