ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


НАЗВА ТЕМИ ПРОЕКТУ. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Загрузка...

Курсова робота

з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”

на тему: “ Спеціалізований арифметико-логічний пристрій для виконання операції віднімання ”

 

 

Виконав студент 2 курсу

Групи УС-2013

Напрям 6.050101

Петрова С.В.

Керівник роботи Журавель С.В

 

Київ 2015


ЗМІСТ

 

НАЗВА ТЕМИ ПРОЕКТУ. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

ВСТУП

АНАЛІЗ АРИФМЕТИКО-ЛОГІНИХ ПРИСТРОЇВ

· 1. Поняття архітектури і структури АЛП

· 2. Основи роботи арифметико-логічних пристроїв

ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛІЗОВАНОГО АРИФМЕТИКО-ЛОГІЧНОГО ПРИСТРОЮ

· 1. Початкові дані курсового проекту

· 2. Алгоритм додавання і віднімання двійкових чисел

· 3. Побудова функціональної схеми АЛП

· 4. Мікропрограма операцій та її графи

· 5. Структурний синтез автомата Мура

ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ І ПОБУДОВА ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ АЛП

· 1. Характеристика елементної бази

· 2. Вибір елементної бази для побудови принципової схеми АЛП

2.1 Побудова принципової схеми модуля операційного блоку

2.2 Побудова принципової схеми модуля керуючого блоку

· 3. Розрахунок споживаної потужності та швидкодії

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ДОДАТКИ

 


НАЗВА ТЕМИ ПРОЕКТУ. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Назва теми курсового проекту: Спеціалізований арифметико-логічний пристрій для виконання операції віднімання.

Область використання АЛП - в складі бортового обчислювача зі спрощеною системою команд.

ПІДСТАВА ДЛЯ РОЗРОБКИ

1. Підставою для розробки АЛП служить технічне завдання на курсовий проект з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка».

2. Варіант технічного завдання №7.

МЕТА ПРОЕКТУ

1. Мета проекту - отримання нових теоретичних знань і практичних навиків в області цифрової схемотехніки і закріплення методології проектування спеціалізованих АЛП.

2. Проект повинен виконуватись на основі сучасних інтегральних мікросхем із додержанням вимог діючих державних стандартів.

ПОЧАТКОВІ ДАНІ

1. Арифметична операція - віднімання в обернених кодах.

2. Розрядність вхідних операндів - 16 біт.

3. Код вхідних операндів - прямий код.

4. Тип суматора - паралельний комбінаційний.

ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ

1. Структура АЛП - із спільними мікроопераціями.

2. Склад АЛП - композиція операційного і керуючого блоків.

3. Тип керуючого блока - автомат Мура з пам’яттю на JK-тригерах.

4. Елементна база - мікросхеми ТТЛШ серій КР1533, КР1531.

5. Час виконання операції (швидкодія) - не більше 100 нс.

6. Споживана потужність не більше - 5 Вт.

7. Середнє напрацювання на відмову - не менше 25000 год.

УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

1. Стійкість при кліматичних впливах.

Кліматичні впливи по ГОСТ 18725-88, в тому числі:

· Максимальна допустима вологість при 25ЕС - 80%;

· Зміни температури середовища - від мінус 60ЕС до плюс 85ЕС;

· Атмосферний тиск - від 84 до 106 кПа.

2. Стійкість при механічних впливах.

Механічні впливи по ГОСТ 18725-88, в тому числі лінійне прискорення 5000 м/с2 (500 g).

3. Характеристики надійності мікросхеми серії КР1533.

Напрацювання мікросхеми на відмову - 5000 год., в полегшеному режимі - 60000 год. Інтенсивність відмов - не більше 0,9≈10-4 год-1.

При виготовленні схеми АЛП повинні забезпечуватися правила безпеки, охорони праці і навколишнього середовища згідно з діючими стандартами.

ЕТАПИ ПРОЕКТУВАННЯ

1. Узгодження технічного завдання з керівником проекту.

2. Вивчення науково технічної літератури по темі курсового проекту.

3. Розробка алгоритму заданої операції і функціональної схеми АЛП.

4. Написання мікропрограми операції і розробка принципової схеми операційного блока.

5. Структурний синтез керуючого автомата і побудова принципової схеми.

6. Виконання розрахунків технічних характеристик АЛП.

7. Оформлення текстових і графічних матеріалів.

8. Захист курсового проекту.

 

ВСТУП

 

Розвиток електронної обчислювальної техніки і її широке застосування в науці, техніці та промисловості – важливий фактор прискорення науково-технічного прогресу.

Комп’ютерна схемотехніка вивчає принципи побудови цифрових функціональних вузлів та пристроїв на основі інтегральних мікросхем і мікропроцесорних засобів.

Розвиток мікроелектронної елементної бази є основою вдосконалення архітектури комп’ютерів та якісного поліпшення їх техніко-економічних показників – продуктивності, швидкодії, надійності, вартості та ін. З рівнем розвитку елементної бази пов’язано в першу чергу поняття про покоління комп’ютерів – від ламп (перше покоління) до великих інтегральних схем (четверте покоління).

Тема курсового проекту «Спеціалізований арифметико-логічний пристрій комп’ютера» актуальна у зв’язку з широким застосуванням цифрової обчислювальної техніки у цивільній авіації. Ефективність сучасних літальних апаратів залежить від якості бортових інформаційно-керувальних комплексів, основними елементами яких є універсальні та спеціалізовані комп’ютери. Бортовий комп’ютер реалізує такі функції:

  • розв’язання навігаційно-пілотажних задач;
  • формування сигналів автоматичного керування;
  • контроль бортових систем і відображення інформації екіпажу;
  • забезпечення роботи радіолокаційних засобів, розв’язання задач оптимізації зв’язку та ін.

Обчислювальну техніку широко використовують в експлуатаційних підрозділах цивільної авіації для забезпечення планово-економічних розрахунків, в автоматизованих системах обслуговування авіапасажирів, для проведення статичних і динамічних випробувань моделей літальних апаратів в аеродинамічних трубах. Комп’ютери використовують з метою інтенсифікації навчального процесу у вищих навчальних закладах.


ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛІЗОВАНОГО АРИФМЕТИКО-ЛОГІЧНОГО ПРИСТРОЮ

Початкові дані курсового проекту

Арифметичні операції -віднімання чисел в двійковому коді.

Початковий код подання операндів - прямий код.

Код виконання операцій в суматорі - обернений код.

Структура операційного блоку - із закріпленими мікроопераціями.

Тип керуючого блоку - автомат Мура з пам’яттю на JK-тригерах.

Схема логічної ознаки знак результату.

Схема логічної операції «І» кодів початкових операндів.

алгоритм віднімання операційний логічний

Алгоритм віднімання двійкових чисел

Алгоритм операції віднімання (код команди К[1]) виконується в наступній послідовності:

. Із вхідної шини прямим кодом записуються операнди А і В у відповідні їм регістри RGA і RGB.

. Операнд В інвертується для реалізації дії віднімання.

. Мікрооперації віднімання виконується в оберненому коді за один машинний такт.

. Результат записується в регістр RGCі потім пересилається в оперативну пам'ять, також в результаті фіксується знак результату і передається сигнал знаку результату на тригер.

 

Побудова функціональної схеми АЛП

Будь-який операційний пристрій - процесор, канал вводу-виводу - є композицією операційного та керуючого блоків. Операційний блок, який реалізує дії над словами інформації, є виконавчою частиною пристрою, роботою якого керує блок керування, генеруючи необхідні послідовності керуючих сигналів.

Функціональна схема арифметико-логічного пристрою для виконання мікропрограми віднімання складається з модуля операційного блоку МОБ і модуля керуючого блоку МКБ.

Схема містить:

. Регістри RGA і RGB для прийому із вхідної шини Ш1 операндів А і В, та їх зберігання протягом часу виконання мікропрограми.

. Схема BIN для інвертування вмісту регістра RGB, тобто операнда В.

. Схема AND для порозрядної логічної операції «І».

. Схема електронних ключів SW1 iSW2, для передачі операндів на суматор.

. Схема суматора SM.

. Регістр RGС для зберігання результату і його передачі на шину Ш2.

. Схема логічної ознаки результату - знак результату.

Кінець

Змістовний граф мікропрограми зображений в додатку А, закодований граф - в додатку Б.


ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ І ПОБУДОВА ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ АЛП

Вибір елементної бази для побудови принципової схеми АЛП

Арифметико логічний пристрій будується на мікросхемах ТТЛШ серії КР1533 та КР1531.

 

ВИСНОВКИ

 

Метою даного курсового проекту було навчитися розробляти арифметико-логічні пристрої, на основі елементів ТТЛ серії.

На першому етапі проектування була створена функціональна схема арифметико-логічного пристрою, з детальним описом внутрішніх блоків і регістрів даної схеми.

Другим етапом було створення змістовного і закодованого графу відповідно до створеної нами функціональної схеми.

На основі новостворених графів, був створений алгоритм автомата Мура, з покроковим описом алгоритму створення схеми автомата Мура на JK-тригерах. Після дослідження були розробленні схематичні рішення нашого завдання, де додатково були реалізовано вивід нуля, через побітове перемноження, та операція AND.

Завершальним етапом був розрахунок споживаної потужності та швидкодії наших схематичних креслень.

Отже, було розроблено арифметико-логічний пристрій для операції віднімання 8-розрядних чисел на основі автомата Мура (з памятю на JK-тригерах).

 


ДОДАТКИ

 

Додаток А

Змістовний граф

 


Додаток Б

 

Закодований граф

Курсова робота

з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”

на тему: “ Спеціалізований арифметико-логічний пристрій для виконання операції віднімання ”

 

 

Виконав студент 2 курсу

Групи УС-2013

Напрям 6.050101

Петрова С.В.

Керівник роботи Журавель С.В

 

Київ 2015


ЗМІСТ

 

НАЗВА ТЕМИ ПРОЕКТУ. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

ВСТУП

АНАЛІЗ АРИФМЕТИКО-ЛОГІНИХ ПРИСТРОЇВ

· 1. Поняття архітектури і структури АЛП

· 2. Основи роботи арифметико-логічних пристроїв

ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛІЗОВАНОГО АРИФМЕТИКО-ЛОГІЧНОГО ПРИСТРОЮ

· 1. Початкові дані курсового проекту

· 2. Алгоритм додавання і віднімання двійкових чисел

· 3. Побудова функціональної схеми АЛП

· 4. Мікропрограма операцій та її графи

· 5. Структурний синтез автомата Мура

ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ І ПОБУДОВА ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ АЛП

· 1. Характеристика елементної бази

· 2. Вибір елементної бази для побудови принципової схеми АЛП

2.1 Побудова принципової схеми модуля операційного блоку

2.2 Побудова принципової схеми модуля керуючого блоку

· 3. Розрахунок споживаної потужності та швидкодії

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ДОДАТКИ

 


НАЗВА ТЕМИ ПРОЕКТУ. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Назва теми курсового проекту: Спеціалізований арифметико-логічний пристрій для виконання операції віднімання.

Область використання АЛП - в складі бортового обчислювача зі спрощеною системою команд.

ПІДСТАВА ДЛЯ РОЗРОБКИ

1. Підставою для розробки АЛП служить технічне завдання на курсовий проект з дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка».

2. Варіант технічного завдання №7.

МЕТА ПРОЕКТУ

1. Мета проекту - отримання нових теоретичних знань і практичних навиків в області цифрової схемотехніки і закріплення методології проектування спеціалізованих АЛП.

2. Проект повинен виконуватись на основі сучасних інтегральних мікросхем із додержанням вимог діючих державних стандартів.

ПОЧАТКОВІ ДАНІ

1. Арифметична операція - віднімання в обернених кодах.

2. Розрядність вхідних операндів - 16 біт.

3. Код вхідних операндів - прямий код.

4. Тип суматора - паралельний комбінаційний.

ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ

1. Структура АЛП - із спільними мікроопераціями.

2. Склад АЛП - композиція операційного і керуючого блоків.

3. Тип керуючого блока - автомат Мура з пам’яттю на JK-тригерах.

4. Елементна база - мікросхеми ТТЛШ серій КР1533, КР1531.

5. Час виконання операції (швидкодія) - не більше 100 нс.

6. Споживана потужність не більше - 5 Вт.

7. Середнє напрацювання на відмову - не менше 25000 год.

УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

1. Стійкість при кліматичних впливах.

Кліматичні впливи по ГОСТ 18725-88, в тому числі:

· Максимальна допустима вологість при 25ЕС - 80%;

· Зміни температури середовища - від мінус 60ЕС до плюс 85ЕС;

· Атмосферний тиск - від 84 до 106 кПа.

2. Стійкість при механічних впливах.

Механічні впливи по ГОСТ 18725-88, в тому числі лінійне прискорення 5000 м/с2 (500 g).

3. Характеристики надійності мікросхеми серії КР1533.

Напрацювання мікросхеми на відмову - 5000 год., в полегшеному режимі - 60000 год. Інтенсивність відмов - не більше 0,9≈10-4 год-1.

При виготовленні схеми АЛП повинні забезпечуватися правила безпеки, охорони праці і навколишнього середовища згідно з діючими стандартами.

ЕТАПИ ПРОЕКТУВАННЯ

1. Узгодження технічного завдання з керівником проекту.

2. Вивчення науково технічної літератури по темі курсового проекту.

3. Розробка алгоритму заданої операції і функціональної схеми АЛП.

4. Написання мікропрограми операції і розробка принципової схеми операційного блока.

5. Структурний синтез керуючого автомата і побудова принципової схеми.

6. Виконання розрахунків технічних характеристик АЛП.

7. Оформлення текстових і графічних матеріалів.

8. Захист курсового проекту.

 

ВСТУП

 

Розвиток електронної обчислювальної техніки і її широке застосування в науці, техніці та промисловості – важливий фактор прискорення науково-технічного прогресу.

Комп’ютерна схемотехніка вивчає принципи побудови цифрових функціональних вузлів та пристроїв на основі інтегральних мікросхем і мікропроцесорних засобів.

Розвиток мікроелектронної елементної бази є основою вдосконалення архітектури комп’ютерів та якісного поліпшення їх техніко-економічних показників – продуктивності, швидкодії, надійності, вартості та ін. З рівнем розвитку елементної бази пов’язано в першу чергу поняття про покоління комп’ютерів – від ламп (перше покоління) до великих інтегральних схем (четверте покоління).

Тема курсового проекту «Спеціалізований арифметико-логічний пристрій комп’ютера» актуальна у зв’язку з широким застосуванням цифрової обчислювальної техніки у цивільній авіації. Ефективність сучасних літальних апаратів залежить від якості бортових інформаційно-керувальних комплексів, основними елементами яких є універсальні та спеціалізовані комп’ютери. Бортовий комп’ютер реалізує такі функції:

  • розв’язання навігаційно-пілотажних задач;
  • формування сигналів автоматичного керування;
  • контроль бортових систем і відображення інформації екіпажу;
  • забезпечення роботи радіолокаційних засобів, розв’язання задач оптимізації зв’язку та ін.

Обчислювальну техніку широко використовують в експлуатаційних підрозділах цивільної авіації для забезпечення планово-економічних розрахунків, в автоматизованих системах обслуговування авіапасажирів, для проведення статичних і динамічних випробувань моделей літальних апаратів в аеродинамічних трубах. Комп’ютери використовують з метою інтенсифікації навчального процесу у вищих навчальних закладах.


Загрузка...

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти