Міністерство освіти та науки України
Одеський національний політехнічний університет
Інститут комп’ютерних систем
Кафедра інформаційних систем
Курсова робота
з дисципліни
«Комп’ютерна схемотехніка»
Виконав
Бородавкін С. М.,
ст. гр. АН-011
Перевірив
доц. Ніколенко А.О.
Одеса – 2003
З А В Д А Н Н Я
на курсову роботу з дисципліни
“Комп’ютерна схемотехніка”
1.1 Синтезувати комбiнацiйну схему, що реалізує задану функцію 5-ти змінних.
За результатами синтезу побудувати функціональну схему в заданому базисі.
1.3 Спроектувати керуючий автомат Мура за заданою граф-схемою алгоритму. Побудувати принципову схему автомата на елементах малого ступеня інтеграції заданої серії. Визначити максимальну затримку переключення схеми та максимальну допустиму частоту переключення.
1.4 Спроектувати керуючий автомат Мілі за заданою граф-схемою алгоритму. Побудувати принципову схему автомата на основі програмованих логічних матриць (ПЛМ).
Завдання видав: доц. каф. інф. систем __________ А.О. Ніколенко
Завдання одержав: ст. гр. АН-011 ____________ С.М. Бородавкін
Анотація
Метою даної курсової роботи являється закріплення основних теоретичних і практичних положень дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка» і одержання навички в проектуванні принципових схем цифрових пристроїв обчислювальної техніки. Знання, одержані під час вивчення цієї дисципліни, використовуються для аналізу та синтезу різноманітних цифрових пристроїв обчислювальної техніки та автоматики. На початку роботи виконується вибір варіанту за схемою розглянутою складачем роботи. По-перше синтезується комбінаційна схема і за результатами синтезу будується функціональна схема в базисі 2І-НІ. Потім проектується автомат Мура за блок-схемою і будується принципова схема автомату на елементах малого ступеня інтеграції серії КР1533. Проектується автомат Мілі за заданою граф-схемою алгоритму і будується схема на основі ПЛМ.
Зміст
1. Синтез комбінаційної схеми
1.1. Отримання вихідної БФ
1.2. Мінімізація БФ
1.3. Вибір базиса. Застосування факторного алгоритму
2. Синтез управляючого автомата Мура
2.1. Вибір вихідних даних для проектування
2.2. Розрахунок даних синтезу
3. Синтез управляючого автомата Мілі
3.1. Вихідні дані
3.2. Дані синтезу
4. Перелік використаної літератури
Додаток 1
Додаток 2
Додаток 3
Додаток 4
СИНТЕЗ КОМБІНАЦІЙНОЇ СХЕМИ
1.1. Отримання вихідної БФ
Вихідна БФ 5-ти змінних задається своїми значеннями, які визначаються 7-розрядними двійковими еквівалентами чисел, що вибираються з таблиці 1 [1] за значеннями числа (А), місяця (В) і порядкового номера (С) за списком групи. Значення функції на наборах:
0-6 – за значенням А;
7-13 – за значенням В;
14-20 – за значенням С;
21-27 – за значенням (А + В + С);
28-31 – невизначені значення.
A = 27 ® 3710 = 1001012 ® X100101
B = 6 ® 5910 = 1001012 ® X111011
C = 6 ® 5910 = 1001012 ® X111011
SABC = 39 ® 6210 = 1111102® X111110
Таким чином, таблиця істиності для вихідної функції F(X1, X2, X3, X4, X5) має вигляд:
Таблиця 1.1.1
Вихідна БФ для синтезу КС
№
X 1
X 2
X 3
X 4
X5
F
X
1
1
1
2
1
3
1
1
4
1 --PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
25
1
1
1
1
26
1
1
1
1
27
1
1
1
1
28
1
1
1
X
29
1
1
1
1
X
30
1
1
1
1
X
31
1
1
1
1
1
X --PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
a4
0011
a5
0100
1
y1y8
T2T3T4
a5
0100
a6
0101
y4
T4
a7
0110
/>/>
y3y10
T3
a13
1100
/>X3
y6
T1
a6
0101
a7
0110
1
y4y5
T3T4
a7
0110
a8
0111
1
y1y8
T4
a8
0111
a9
1000
X4
y4
T1T2T3T4
a1
0000
/>/>
y3y10
T2T3T4
a15
1110
/>X3
y6
T1T4
a9
1000
a1
0000
1
y4y5
T1
a10
1001
a5
0100
X2
y1y8
T1T2T4
a11
1010
/>
y5y9
T3T4
a11
1010
a7
0110
X4/>
y3y10
T1T2
a13
1100
X4X3
y6
T2T3
a13
1100
/>X1
y6
T2T3
a12
1011
/>/>
y3y6
T4
a12
1011
a3
0010
X5
y7
T1T4
a10
1001
/>/>
y8
T3
a14
1101
/>X6
y3
T2T3
a13
1100
a12
1011
1
y3y6
T2T3
a14
1101
a11
1010
1
y5y9
T2T3T4
a15
1110
a16
1111
1
y5y9
T4
a16
1111
a1
0000
X4/>
y3y10
T1T2T3T4
a15
1110
X4X3
y6
T4
a15
1110
/>X1
y6
T4
a16
1111
/>/>
Y5y9
- продолжение
--PAGE_BREAK--
/>Y1= a3/>+ a4 + a7 + a10 X2
Y2= a1
Y3= a5/>/>+a8/>/>+a11X4/>+a11/>X1+a14/>X6 +a13+a16X4/>
Y4=a1+ a5 X4+ a6 + a8 X4+ a9
Y5= a6 + a9 + a10/>+a14+a15+a16/>/>
Y6=a5X4X3+a15/>X3+a11X4X3+a11/>X1+a11/>/>+a13+a16X4X+a15/>X1
Y7=a2+a12X5
Y8=a3X1+a4+a7+a10X2+a12/>/>
Y9=a3/>+a10/>+a14+a15+a16/>/>
Y10=a5/>/>+a8/>/>+a11X4/>+a16 X4/>
Функції порушення:
/>T1=a3X1+a5/>X3+a8X4+a8/>X3+a9+a10 X4/>+a12X5+a16 X4/>
T2=a4+a8X4+a8/>/>+a10X2+a11X4/>+a11X4X3+a11/>X1+a12/>X6+
+a13+a14+a16X4/>
T3=a2+a3X1+a4+a5/>/>+a6+a8X4+a8/>/>+a10/>+a11X4X3+a11/>X1+
+a12/>/>+a12/>X6+a13+a14+a16X4/>
T4=a1+a2+a3/>+a3X1+a4+a5X4+a6+a7+a8+a10+a11/>/>+a12X5+a14+a15+
+a16X4/>+a16X4X3++a16/>X1
Принципову схему автомата Мілі необхідно побудувати на основі ПЗП. Для цього будемо використовувати ПЗП К555РЕ4 розрядністю 2Кх8, тобто 2048 8-бітових слів. Очевидно, таких ПЗП необхідно взяти у кількості 2, оскільки необхідно реалізувати всього 14 функцій (10 функцій виходу і 4 функції для переходу в новий стан). Таким чином, адресний простір буде використаний наполовину.
Таблиця з прошивкою ПЗП наведена у додатку 3. Принципова схема автомата Мілі наведена у додатку 4.
4. ЛІТЕРАТУРА
1. Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліни „Комп’ютерна схемотехніка” для студентів спеціальностей 7.080401, 7.080403 / Укл.: С.Г.Антощук, А.О.Ніколенко, М.В.Ядрова, О.В.Глазєва. – Одеса: ОНПУ, 2003.
2. Баранов С.І. “Синтез мікропрограмних автоматів”.-Л.: Енергія,1979.
3. Угрюмов Є.П. “Цифрова схемотехніка”.-С.ПБ.: БХВ-Петербург,2001.
4. Справочник по інтегральним мікросхемам / Під ред. Б.В. Тарабрина.-М.: Радіо і зв’язок, 1987.
ДОДАТОК 1
Граф-схема алгоритма для синтезу автоматів Мура і Мілі
/>/>/>/>/>
/>
/>