">
Информатика Сети ЭВМ и телекоммуникаций
Информация о работе

Тема: Разработка вычислительного устройства: операционного и управляющего автоматов

Описание: Интерфейс разрабатываемого устройства. Математические обоснования используемых алгоритмов. Поиск минимальное число в группе чисел в формате с плавающей запятой. Тестовые примеры. Многоразрядные канонические мультиплексоры, дешифраторы, сумматоры, регистры, счётчики и ПЗУ.
Предмет: Информатика.
Дисциплина: Сети ЭВМ и телекоммуникаций.
Тип: Курсовая работа
Дата: 11.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 16
Поднять уникальность

Похожие работы:

   МИНОБРНАУКИ РОССИИ  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Московский государственный технический университет радиотехники,

электроники и автоматики"

МГТУ МИРЭА



 Факультет Информационных технологий  Кафедра Вычислительной техники   КУРСОВАЯ РАБОТА  по дисциплине  «Теория автоматов»

 Тема курсового проекта (работы) «Разработка вычислительного устройства, состоящего из двух взаимосвязанных частей: операционного и управляющего автоматов»

 Студент группы ИТВ-2-10

Хакимов Б.Б.  Руководитель курсовой работы

должность, звание, ученая степень Антик М.И.

Доцент кафедры вычислительной техники

 Рецензент

должность, звание, ученая степень 

     Работа представлена к защите «__»_______201___ г. ______________________

(подпись студента)      «Допущен к защите» «__»_______201___ г. ______________________

(подпись руководителя)  

Москва 2012

 МИНОБРНАУКИ РОССИИ  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Московский государственный технический университет радиотехники,

электроники и автоматики"

МГТУ МИРЭА



 Факультет Информационных технологий  Кафедра Вычислительной техники   Утверждаю  Заведующий

кафедрой____________Коваленко С.М.  

ЗАДАНИЕ  на выполнение курсовой работы  по дисциплине «Теория автоматов»

Студент Хакимов Б.Б. Группа ИТВ-2-10

Тема: Разработка вычислительного устройства, состоящего из двух взаимосвязанных частей: операционного и управляющего автоматов.

Исходные данные:

Операция №1: Сложение/Вычитание целых чисел в дополнительном коде.

Операция №2: Найти минимальное число в группе чисел в формате с плавающей запятой.

УА: Конвейерный тип автомата с адресным ПЗУ.

Числа: 32 разрядные

Суммарное число входных и выходных контактов: ( 40

Перечень вопросов, подлежащих разработке, и обязательного графического материала:

1) Интерфейс разрабатываемого устройства.

2) Математические обоснования используемых алгоритмов.

3) Тестовые примеры.

4) Микропрограммы в содержательном виде.

5) Таблицы заполнения управляющей памяти.

6) Функциональные схемы операционного и управляющего автоматов.

Функциональные схемы разрабатываются с использованием многоразрядных канонических мультиплексоров, дешифраторов, мультиплексоров, дешифраторов, сумматоров, регистров, счётчиков, ПЗУ с чётким указанием информационных, управляющих и синхронизирующих входов.

Сигналы на управляющие входы элементов схемы поступают только из управляющего автомата.

  4. Срок представления к защите курсовой работы: до «___» _______201_ г.

Задание на курсовую «___»______201__г.

работу выдал

Задание на курсовую «___»______201__г.

работу получила  

5. Мониторинг процесса выполнения курсовой работы № этапа Этап курсового проекта, работы выполнил и представил результаты руководителю проекта (работы),

дата и подпись исполнителя Работу по этапу курсового проекта (работы) принял на рассмотрение,

дата и подпись руководителя Рекомендации и замечания по
этапу курсового проекта (работы)
выдал
исполнителю,

дата и подпись руководителя Оценка выполнения этапа курсового проекта, (работы)
(в соответствии с балльно-рейтинговой системой) Комментарии
руководителя курсового проекта (работы)

 1       2       3       4       5       

Содержание

Введение

Интерфейс разрабатываемого устройства6

Схема интерфейса разрабатываемого устройства

Используемые форматы данных

Математические обоснования используемых алгоритмов 8

Сложение/Вычитание целых чисел в дополнительном коде.

Найти минимальное число в группе чисел в формате с плавающей запятой.

Тестовые примеры 9

Блок-схемы операционного автомата11

Функциональные схемы13

Операционный автомат

Управляющий автомат

Таблица управляющих сигналов15

Таблица заполнения управляющей памяти16

Моделирование схемы в Xilinx17

Литература20

Введение

Спроектировать цифровое устройство, состоящее из двух взаимосвязанных частей: операционного и управляющего автоматов и выполняющее следующие операции:

Операция №1: Сложение/Вычитание целых чисел в дополнительном коде.

Операция №2: Найти минимальное число в группе чисел в формате с плавающей запятой.

УА: Конвейерный тип автомата с адресным ПЗУ.

Числа: 32 разрядные

Суммарное число входных и выходных контактов: ( 40

Должны быть разработаны и представлены:

1. Интерфейс разрабатываемого устройства.

2. Математические обоснования используемых алгоритмов.

3. Тестовые примеры.

4. Микропрограммы в содержательном виде.

5. Таблицы заполнения управляющей памяти.

6. Функциональные схемы операционного и управляющего автоматов.

Функциональные схемы разрабатываются с использованием многоразрядных канонических мультиплексоров, дешифраторов, мультиплексоров, дешифраторов, сумматоров, регистров, счётчиков, ПЗУ с чётким указанием информационных, управляющих и синхронизирующих входов.

Сигналы на управляющие входы элементов схемы поступают только из управляющего автомата.

Интерфейс разрабатываемого устройства

Схема интерфейса разрабатываемого устройства



Форматы данных

I/O

Дополнительный код 31 30 0

0  Знак Код числа  

Формат с плавающей запятой 31 30 21 24 20 0

0  Знак Порядок (смещенный код) Прямой код (нормализованная мантисса)  

КОП

Вводится в виде двухразрядного кода: 00 01 11 10  Сброс Минимальное в группе чисел Вычитание Сложение  

Ri (1/0)

Вводится при готовности ввода числа и КОП для разрешения на считывание.

Ro (1/0)

Выводится, когда результат готов (ошибка или число).

Err0 (1/0)

Выводится, когда число сравниваемых чисел равно нулю.

Err1 (1/0)

Выводится, когда считанное для сравнения число на нормализовано.

Err2 (1/0)

Выводится, когда при сумме двух чисел, произошло переполнение. Математические обоснования используемых алгоритмов

Сложение/Вычитание целых чисел в дополнительном коде.

При сложении просто складываем два введённых числа. При вычитании, необходимо над вычитаемым повторить операцию перевода в дополнительный код.

Переполнение получается в случаях, когда:

Суммируем 2 положительных числа и получаем отрицательное.

Суммируем 2 отрицательных числа и получаем положительное.

Суммируем 2 одинаковых по знаку и не равных по модулю нулю числа и получаем ноль (переполнение по модулю).

Минимальное число в группе чисел, представленных в формате с плавающей запятой.

Вводим размер группы чисел.

Если размер = нулю, вернуться к пункту 1, иначе перейти к пункту 3.

Вводим первое число.

Проверяем число на нормализованность. если число не нормализвано, то вернуться к пункту 3, иначе перейти к пункту 5.

Пока Размер группы > 1:

Вводим следующее число.

Проверяем число на нормализованность. если число не нормализвано, то вернуться к пункту 5.1, иначе перейти к пункту 5.3.

Сравниваем знаковые разряды чисел. То число, чей знаковый разряд больше, меньше.

Если знаковые разряды равны, надо идентифицировать знак числа.

Если числа отрицательные:

Сравниваем порядки, то число, чей порядок больше, меньше.

Иначе, если порядки равны, сравниваем мантиссы. То число, чья мантисса больше, меньше.

Иначе, если мантиссы равны, минимальное остаётся прежним.

Если числа положительные:

Сравниваем порядки, то число, чей порядок меньше, меньше.

Иначе, если порядки равны, сравниваем мантиссы. То число, чья мантисса меньше, меньше.

Иначе, если мантиссы равны, минимальное остаётся прежним.

Размер группы := прежний размер -1, перейти к пункту 5.

Тестовые примеры

Сложение/Вычитание целых чисел в дополнительном коде. 0011 +3  0101 +5  1000 –8  

Переполнение по модулю

0010 +2  0101 +5  0111 +7  

1101 –3  1010 –6  10111 +7  

0110 +6  1001 –7  1111 –1  

Минимальное число в группе чисел, представленных в формате с плавающей запятой.

A:=1.101.11001

B:=1.110.11100

A(8) == B(8)

A(8) == 1

A(7…5) < B(7…5)

B < A

Min := B

A:=0.100.10001

B:=0.100.10010

A(8) == B(8)

A(8) == 0

A(7…5) == B(7…5)

A(4…0) < B(4…0)

AMin:=A

Функциональные схемы 

Функциональная схема. Операционный автомат.

Функциональная схема. Управляющий автомат с адресным ПЗУ, конвейерный вариант.

Таблица управляющих сигналов

m y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9 y10 y11 y12 y13 y14 T1 T2 Ro Err0 Err1 Err2  0  0    0  0   0    0 0 0 0 0 0  1  0   1 1  0   0    0 0 0 0 0 0  2 1 1    0  0   0    0 0 0 0 0 0  3 1 1    0  0   0    0 0 0 0 0 0  4 0 1 0 1  0 0 0   0    0 0 0 0 0 0  5  0 1 0  0 1 1   0    0 0 0 0 0 0  6  0    0  0   0    1 0 1 0 0 0  7  0    0  0   0    0 0 1 0 0 1  8  0    0  0 1 1 1    0 0 0 0 0 0  9  0    0  0 0 1 1    0 0 0 0 0 0  10  0    0  0   0    0 0 0 1 0 0  11  0   1 1  0   0  0  0 0 0 0 0 0  12  0    0  0   0    0 0 0 0 1 0  13 1 1    0  0   0  0 1 0 0 0 0 0 0  14  0    0  0   0    0 0 0 0 1 0  15  0   0 1  0   0    0 0 0 0 0 0  16  0    0  0   0    0 1 1 0 0 0  17  0    0  0  0 1 1   0 0 0 0 0 0   Таблица заполнения управляющей памяти  ROM_1 ROM_2    S Y H S q S’  d1 {m0} 0 m0 2 0 0 0   g1(g1: d1, m1)    0 1 1  n1 {m1} 1 m1 0 1 0 11   g2(a: n8, d2)    1 1 2  d2 {m0} 2 m0 1 2 0 3   g2(b: d3, d4)    2 1 5  d3 {m0} 3 m0 3 3 0 3   g3(g3: d3, n2)    3 1 4  n2 {m2} 4 m2 X 4 0 8       4 1 8  d4 {m0} 5 m0 4 5 0 5   g4(g4: d4, n3)    5 1 6  n3 {m3} 6 m3 X 6 0 7       6 1 7  n4 {m4} 7 m4 X 7 0 8       7 1 8  n5 {m5} 8 m5 5 8 0 9   g5(OFL: n6, n7)    8 1 10  n6 {m6} 9 m6 X 9 0 0       9 1 0  n7 {m7} 10 m7 X 10 0 0       10 1 0  n8 {m8} 11 m8 7 11 0 15   g8(g8: d9, n10)    11 1 12  n10 {m10} 12 m10 6 12 0 13   g7(g7:d7, n9)    12 1 14  d7 {m0} 13 m0 6 13 0 13   g7(g7: d7, n9)    13 1 14  n9 {m9} 14 m9 7 14 0 15   g8(g8: d9, n10)    14 1 12  d9 {m0} 15 m0 8 15 0 15   g9(g9: d9, n11)    15 1 16  n11 {m11} 16 m11 9 16 0 17   g10(g10: d11, n12)    16 1 18  n12 {m12} 17 m12 8 17 0 15   g9(g9: d9, n11)    17 1 16  d11 {m0} 18 m0 10 18 0 0   g11(g11: d12, d1)    18 1 19  d12 {m0} 19 m0 11 19 0 19   g12(g12:d12, n13)    19 1 20  n13 {m13} 20 m13 12 20 0 22   g13(g13: n14, d14a)    20 1 21  n14 {m14} 21 m14 11 21 0 19   g12(g12: d12, n13)    21 1 20  d14a {m0} 22 m0 13 22 0 23   g14(g14a: d14b, n16)    22 1 32  d14b {m0} 23 m0 14 23 0 24   g14(g14b: d15, n15)    23 1 31  d15 {m0} 24 m0 15 24 0 25   g15(g15: d16a, d18a)    24 1 28  d16a {m0} 25 m0 16 25 0 26   g16(g16a: d16b, n16)    25 1 32  d16b {m0} 26 m0 17 26 0 27   g16(g16b: d17, n15)    26 1 31  d17 {m0} 27 m0 18 27 0 32   g17(g17: n16, n15)    27 1 31  d18a {m0} 28 m0 19 28 0 29   g18(g18a: d18b, n15)    28 1 31  d18b {m0} 29 m0 20 29 0 30   g17(g17b: d19, n16)    29 1 32  d19 {m0} 30 m0 21 30 0 32   g19(g19: n16, n15)    30 1 31  n15 {m15} 31 m15 X 31 0 32       31 1 32  n16 {m16} 32 m16 X 32 0 33       32 1 33  n17 {m17} 33 m17 X 33 0 0       33 1 0   Моделирование схемы в Xilinx

Общая схема



Управляющий автомат

  Операционный автомат  





Литература

Арифметика Антик М. И.

«Синхронные цифровые автоматы» Антик М. И. –М: МИРЭА, 2006-99 стр.

«Разработка цифровых устройств на основе ПЛИС Xilinx с применением языка VHDL» Тарасов И.Е М: Горячая линия-Телеком, 2005- 253 стр.

Интернет-ресурсы:

http://эссе.рф - сборник не проиндексированных рефератов. Поиск по рубрикам и теме. Большинство текстов бесплатные. Магазин готовых работ.