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


Характеристика елементної бази

Малопотужні швидкодіючі цифрові інтегральні мікросхеми серії КР1533 призначені для організації високошвидкісного обміну та опрацювання цифрової інформації, часової синхронізації сигналів в обчислювальних системах. Мікросхеми серії КР1533 в порівнянні з відомими серіями логічних ТТЛ мікросхем володіють мінімальним значенням швидкодії на розсіювану потужність.

Мікросхеми виготовляють за вдосконаленою епітаксіально-планарною технологією з діодами Шоткі і оксидною ізоляцією, одно і дворівневою розводкою.

Конструктивно мікросхеми серії КР1533 виконані в 14-, 16-, 20- і 24-вивідних стандартних пластмасових корпусах типу 201.14-1, 238.16-1, 2140.20-8, 2142.24-2.

Технічні характеристики:

1. Стандартні ТТЛ вхідні і вихідні рівні сигналів.

2. Напруга живлення 5,0 В ± 10%.

3. Затримка на вентиль 4 нс.

4. Потужність споживання на вентиль 1 мВт.

5. Тактова частота до 70 МГц.

6. Вихідний струм навантаження низького рівня до 24 мА.

7. Вихідний струм навантаження високого рівня до -15 мА.

8. Гарантовані статичні і динамічні характеристики при емності навантаження 50 пФ в діапазоні температур від -10 ºС до +70 ºС і напруги живлення 5 В ±10%.

9. Широкий набір типономіналів мікросхем.


Вибір елементної бази для побудови принципової схеми АЛП

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

 

Побудова принципової схеми модуля операційного блоку

Для побудови принципової схеми модуля операційного блоку використано такі мікросхеми:

· DD1, DD2 - восьмирозрядні регістри RGA типу ИР35.

· DD3, DD4 - восьмирозрядний регістр RGB типу ИР35.

Ці регістри отримують вхідні дані з зовнішньої шини і зберігають їх.

· DD5-DD7 - три мікросхеми типу ЛН1, кожна з яких містить шість інверторів. Реалізовують інвертування операнда В.

· DD8-DD15 - вісім мікросхем типу ЛА3, кожна з яких містить 4 двовходових логічних елементи «і», вихід яких інвертується. Використовуються для реалізації функції ключів. Інвертування виходів здійснюється для перетворення прямого коду операндів в обернений.

· DD16-DD19 -чотири чотирьох розрядні комбінаційні суматори SM типу ИМ6 (серія КР1531).

· DD20, DD21 - два восьми розрядні регістри RGСтипу ИР22 з трьома станами. Використовують для прийому результату і передачі на вихідну шину.

· DD22-DD25 чотири мікросхеми типу ЛИ1, кожна містить по 4 двовходових логічних елемента «і». Реалізовують порозрядну логічну операцію «і» над вхідними операндами А і В.

 

Побудова принципової схеми модуля керуючого блоку

Для побудови принципової схеми модуля керуючого блоку використано наступні мікросхеми:

· DD26,DD27 - мікросхеми типу ТВ6, яка містить чотири JK-тригера. Чотири тригери створюють пам'ять автомата Мура, тригер на виході ТП фіксує сигнал переповнення.

· DD28 - мікросхема дешифратора 3-8 типу ИД7.

· DD29, DD30- дві мікросхеми типу ЛН1, кожна з яких містить шість інверторів. Інвертують код дешифратора в унітарний, оскільки виходи дешифратора - інверсні.

· DD31 - мікросхема типу ЛИ1, яка містить 4 двовходових логічних елементи «і». На виходах формуються мінтерми функції збудження D-тригерів.

· DD32, DD33- дві мікросхеми типу ЛЛ1, кожна містить 4 двохводових логічних елементи «або». Реалізовує кон’юнкцію мінтермів утворених схемоюDD31, а також на виходах формують сигнали керування ТЛИ і LC.

Розрахунок споживаної потужності та швидкодії

Згідно статичних характеристик мікросхем ТТЛШ серії КР1533, спроектований арифметико-логічний пристрій споживає потужність:

РИР35=122 мВт;

РИР22=100 мВт (серія КР1551);

РИМ6=180 мВт;

РИД7=75 мВт;

РЛИ1=16 мВт;

РЛА3=30 мВт;

РЛН1=13 мВт;

РТВ6=80 мВт;

РЛЛ1=22,5 мВт;

Загальна потужність знаходиться шляхом додавання всіх потужностей:

РАЛП=4РИР35+5РЛН1+8РЛА3+4РИМ6+2РИР22+5РЛИ1ТВ6ИД7+2РЛЛ1= =4*122+5*13+8*30+4*180+2*100+5*16+80+75+2*22,5=1,918 Вт

 

Мікросхема КР1531ИМ6 реалізує додавання двох чотирирозрядних операндів за tsm.1=15нс. Використовується 4 чотирирозрядних суматори для додавання восьмирозрядних чисел, тому час виконання операції становить tsm.2=4* tsm.1=60 нс. При подачі операндів на входи суматора присутня деяка затримка, тому прийнято обирати тривалість машинного такту TC=4*tsm.2=120 нс. Швидкодія АЛП, виражена кількістю операцій додавання за секунду типу «регістр-регістр» визначається за формулою:

 

, (3.2)

 

де F - кількість операцій за одиницю часу;

TC - тривалість машинного такту.

Отже, F=8,33 млн оп/с.

 


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).

 


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