Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
РЕШЕНИЕ:
Одноразрядный сумматор рис.1 имеет три входа (два слагаемых и перенос из предыдущего разряда) и два выхода (суммы и переноса в следующий разряд).
|
Таблица истинности одноразрядного сумматора. |
||||
|
ai |
bi |
ci-1 |
Si |
Ci |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Сумматоры для параллельных операндов с параллельным переносом разработаны для получения максимального быстродействия.
Для построения сумматора с параллельным переносом введем две вспомогательные функции.
Функция генерации – принимает единичное значение если перенос на выходе данного разряда появляется независимо от наличия или отсутствия входного переноса.
Функция прозрачности – принимает единичное значение, если перенос на выходе данного разряда появляется только при наличии входного переноса.
Сформируем перенос на выходе младшего разряда:
На выходе следующего разряда:
В базисе И-НЕ:
Накапливающий сумматор представляет собой сочетание сумматора и регистра. Регистр выполним на D-триггерах (рис. 2).
РЕШЕНИЕ:
Управляющее устройство является логическим устройством последовательностного типа. Микрокоманда выдаваемая в следующем тактовом периоде, зависит от состояния в котором находится устройство. Для определения состояний устройства произведем разметку схемы алгоритма, представленной в микрокомандах (Рис. 1).
Полученные отметки а0, а1, а2, а3, а4 соответствуют состояниям устройства. Устройство имеет пять состояний. Построим граф функционирования.
Кодирование состояний устройства.
|
В процессе кодирования состояний каждому состоянию устройства должна быть поставлена в соответствие некоторая кодовая комбинация. Число разрядов кодов выбирается из следующего условия: , где М – число кодовых комбинаций, k – число разрядов. В рассматриваемом устройстве М = 5 k = 3. |
Таблица 1 |
|||
|
Состояние |
Кодовые комбинации |
|||
|
Q3 |
Q2 |
Q1 |
||
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
а1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
а2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
а3 |
0 |
1 |
1 |
|
|
а4 |
1 |
0 |
0 |
Соответствие между состояниями устройства и кодовыми комбинациями зададим в таблице 1.
|
Текущее состояние |
Следующее состояние |
Условия перехода |
Входные сигналы |
|||||||
|
обозначение |
Кодовая комбинация |
обозначение |
Кодовая комбинация |
Сигналы установки триггеров |
Управляющие микрокоманды |
|||||
|
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|||||
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
а1 |
0 |
0 |
1 |
Х1; Х2 |
S1 |
Y1; Y4 |
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
Х1 |
--- |
--- |
|
а0 |
0 |
0 |
0 |
а4 |
1 |
0 |
0 |
Х1; Х2 |
S3 |
Y5; Y8 |
|
а1 |
0 |
0 |
1 |
а2 |
0 |
1 |
0 |
--- |
S2; R1 |
Y2;Y3 |
|
а2 |
0 |
1 |
0 |
а3 |
0 |
1 |
1 |
--- |
S1 |
Y6;Y10 |
|
а3 |
0 |
1 |
1 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
Х4 |
R2; R1 |
Y7 |
|
а3 |
0 |
1 |
1 |
а1 |
0 |
0 |
1 |
Х4 |
R2 |
--- |
|
а4 |
1 |
0 |
0 |
а0 |
0 |
0 |
0 |
Х3 |
R3 |
Y9 |
|
а4 |
1 |
0 |
0 |
а2 |
0 |
1 |
0 |
Х3 |
R3; S2 |
--- |
Таблица перехода RS триггера.
|
Вид перехода триггера |
Сигналы на входах триггера |
|
|
S |
R |
|
|
0 0 |
0 |
- |
|
0 1 |
1 |
0 |
|
1 0 |
0 |
1 |
|
1 1 |
- |
0 |
|
S1 Y1 Y4 = a0 |
|
S3 Y5 Y8 = X1 X2 a0 |
|
S2 R1 Y2 Y3 = a1 |
|
S1 Y6 Y10 = a2 |
|
R2 R1 Y7 = X4 a3 |
|
R2 = X4 a3 |
|
R3 Y9 = X3 a4 |
|
R3 S2 = X3 a4 |
Определим логическое выражение для каждой выходной величины.
|
S3 = X1 X2 a0 |
|
S2 = a1 X3 a4 |
|
S1 = a0 a1 |
|
R3 = X3 a4 X3 a4 |
|
R2 = X4 a3 X4 a3 |
|
R1 = a1 X4 a3 |
|
Y1 Y4 = a0 |
|
Y5 Y8 = X1 X2 a0 |
|
Y2 Y3 = a1 |
|
Y6 Y10 = a2 |
|
Y7 = X4a3 |
|
Y9 = X3a4 |
Входящие в выражения значения a0, a1, a2, a3, a4, определяемые комбинацией значений Q3, Q2, Q1 могут быть получены с помощью дешифратора.
Министерство общего и профессионального образования
Самарский государственный технический университет
Контрольная работа
Цифровые устройства и микропроцессоры
Самара, 2001
ai
Si
bi
Ci
ci-1
Рис. 1
gi = ai bi
hi = ai bi
С0 = g0 Cвхh0
С1 = g1 C0h1
С1 = g1 g0 h1 Cвхh1h0
С0 = g0 Cвх h0 = a0 b0 Cвх h0
С1 = a1 b1 a0 b0 h1 Cвх h1h0
Q
Т
D
C
Q
Рис. 2
a SM2
b
p
S
&
&
&
&
&
&
X2
Y2
a SM0
b
p
S
X0
Y0
P
S0
a SM1
b
p
S
X1
Y1
S1
X0
Y1
P
S2
&
Y0
P
X0
Y0
X1
Y1
&
X0
Y0
X1
&
D
C
T2
D
C
T1
D
C
T0
C
Q2
Q1
Q0
Q2
Q1
Q0
НАЧАЛО
ОКОНЧАНИЕ
X 1
X 2
X 3
X 4
Y 1, Y 4
Y 2, Y 3
Y 6, Y10
Y 7
Y 5, Y 8
9
1
0
1
0
1
0
1
0
1
НАЧАЛО
ОКОНЧАНИЕ
X 1
X 2
X 3
X 4
Y 1, Y 4
Y 2, Y 3
Y 6, Y10
Y 7
Y 5, Y 8
Y 9
1
0
1
0
1
0
0
Рис.1
а 1
а 2
а 3
а 0
а 4
а 0
a0
a1
a3
a4
a2
X1, Х2; Y5, Y8
X1, Х2; Y1, Y4
---; Y2, Y3
X4; ---
---; Y6, Y10
X4; Y7
X3; ---
X3; Y9
X1; ---
Комбинационный узел
X1
X2
X3
X4
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10
S
C
R
T3
S
C
R
T2
S
C
R
T1
S3
R3
S2
S1
R2
R1
C
1
2
3
0
1
2
3
4
5
6
7
DC
1
1
1
1
1
&
&
&
&
Х 1
Х 3
Х 2
Х 4
а 0
а 1
а 2
а 3
а 4
Q 1
Q 2
Q 3
а 0
а 1
а 2
а 3
а 4
Х 1
Х 3
Х 2
Х 4
Х 3
Х 2
Х 4
S 3
S 2
S 1
R 3
Y 1
&
а 0
а 1
а 2
а 3
а 4
Х 1
Х 3
Х 2
Х 4
Х 3
Х 2
Х 4
R 2
R 1
Y 4
Y 5
Y 7
Y 8
Y 9
Y 2
Y 3
Y 6
Y 10