Проектування багатофункціонального регістра-автомата

Таблиця 4.11 - Таблиця переключення тригерів 2,4,6,8 БФР для МО у6

- для мікрооперації у7:

Для цієї мікрооперації дуже зручно використати суматор Sm3. На перший вхід операнду суматора Sm3 {а1..а8}, підключаємо вихід регістра R(1..8), на другий вхід операнда суматора Sm3 {b1..b7}, крім b8, подаємо вихід комбінаційної схеми, що реалізує функцію . Якщо схема виробляє «0», то вид другого операнда такий: 00000001 що еквівалентно 110. Якщо схема виробляє «1» то другий операнд прийме вид: 11111110 = 11111111 що еквівалентно «-1» у зворотному коді.

Функції збудження тригерів:

3.2.2 Реалізація функцій для КС2

- Для КС2:

Мікрооперації у8 і у9 не змінюють вміст регістру, а формують шину В.

- для мікрооперації у8

- для мікрооперації у9

4. Опис принципової схеми на елементах малого й середнього ступеня інтеграції

Синтез принципової схеми виконується за допомогою елементів малого ступеня інтеграції, таких як: найпростіші логічні елементи - І-НІ, АБО, а також за допомогою елементів середнього ступеня інтеграції, до них можна віднести мультиплексори (МП), двійкові суматори.

Регістр - це електронний вузол, що складається з восьми тригерів, а з іншого боку - це апарат, для виконання деякого набору мікрооперацій (МО), під впливом синхроімпульсу тригер переходить із одного стану в інший, у такий спосіб відбувається виконання операції присвоювання:

Fr(А1, А2,..., Ak.R) при yn=1

R:=R, якщо y1=y2=...=yq =0,

де Fr- деяка функція від вхідних змінних А1,..., Аk і попереднього значення регістра .

Крім того синхроімпульс вказує, у який момент часу виконати цю операцію. Синхроімпульс, а також сигнал RESET(сигнал скидання ) надходять на всі тригери одночасно й подаються із вхідних рознімань.

Керуючі сигнали МО (y1, ..., y9) надходять із входів і за допомогою схеми декодування перетворяться з унітарного коду у двійковий. Керуючий сигнал показує що конкретно повинен виконати регістр і відповідно його тригер тобто всі Fr повинні бути обчислені до моменту появи керуючого сигналу. Розглянемо структуру розряду БФР. Тут повинні бути передбачені обчислювачі й вузол, що дозволяє вибирати із всіх результатів той який відповідає даному керуючому сигналу.

Вхідні змінні А1(1:8) надходять із виходів шинного формувача в шину А. Для обчислення Fr використаємо логічні елементи І-НІ ,АБО, двійкові суматори, схеми порівняння . Як комутатор використовується мультиплексор, що формує функції збудження Ф1i і Ф2i i-го тригери.

Структура КС2 результатом якої є вихідна змінна без пам'яті В (інтерпретуюча шина) подібна до структури КС1. Розряд також складається з обчислювачів реалізованих на найпростіших логічних елементах, мультиплексорах і комутаторах керованих сигналами Y8, Y9. Вхідними змінними служать змінні A3(1:8) поступаючих із входу схеми в шину А та виходи регістра R(1:8). Результат їхнього перетворення в КС2 з'являється в цьому ж такті у відмінності від КС1( де результат з'являється лише в наступному такті). Вихідні змінні надходять у шину В. Значення шини У формується за допомогою шинного формувача, що залежно від поступаючих на його входи керуючих сигналів, формує результат. Схема контролю реалізована на схемі порівняння, що входить у серію 555.

5. Опис принципової схеми на елементах великого ступеня інтеграції

Для синтезу схеми на елементах великого ступеня інтеграції зручно використати ПЛМ і АЛП. Число змінних, використовуваних у ПЛМ до 48 конъюнкцій в одному вираженні. Отриману схему легше реалізувати на друкованій платі тому що зменшується число входів/виходів тобто зменшується число доріжок. У схемі, зібраної на елементах великого ступеня інтеграції використається ПЛМ серії К556 РТ2 і чотири АЛП серії К556ИП3.

Загальний принцип побудови схеми схожий з побудовою схеми на елементах малого й середнього ступеня інтеграції й у повторному описі не має потреби.

5.1 Підготовка операндів

Загальний принцип побудови схеми схожий з побудовою схеми на елементах малого й середнього ступеня інтеграції й у повторному описі не має потреби.

Запишемо вираження для JK з 1 по 8 розряди.

Для операцій застосовуються чотири чотирьохрозрядних АЛП, два для операцій у КС1 і два для роботи із шиною В.

Для наочності синтезу зручно намалювати наступну таблицю:

Таблиця 6.1- Сигнали керування для АЛП, що працює з операціями з КС1

Для одержання функцій, які потрібно сформувати на ПЛМ зручно побудувати наступну таблицю в якій прописані операнди для АЛП в кожний момент часу. Причому y0 - випадок, коли немає сигналу на виконання операцій. Запишемо для КС1 операнди, які повинні надходити на АЛП при приході відповідного керуючого сигналу.

Операнди для АЛП

Таблиця 6.2 - Таблиця операндів, що подаються на входи першого АЛП

Таблиця 6.3 - Таблиця операндів, що подаються на входи другого АЛП

На першій ПЛМ будуть реалізовані наступні функції:

На другій ПЛМ :

На третій ПЛМ:

Подібно формування операндів, що поступаютьдо регістра, для АЛП будуємо таблицю формування операндів шини В.

Таблиця 6.4 - Сигнали керування для АЛП, що працює з операціями з КС1

Запишемо для КС2 операнди, які повинні надходити на входи АЛП при приході відповідного керуючого сигналу

Операнди для АЛП Таблиця 6.5 - Таблиця операндів, що подаються на входи третього АЛП

Таблиця 6.6 - Таблиця операндів, що подаються на входи четвертого АЛП

Функції для четвертої ПЛМ виглядатимуть наступним чином:

Функції для п'ятої ПЛМ:

Сигнали управління для третього та четвертого АЛП:

5.2 Схеми прошивок ПЛМ

Схеми прошивок ПЛМ приведені нижче.

Рисунок 6.1 - Карта прожига ПЛМ1

Рисунок 6.2 - Карта прожига ПЛМ2

Рисунок 6.3 - Карта прожига ПЛМ3

Рисунок 6.4 - Карта прожига ПЛМ4

Рисунок 6.5 - Карта прожига ПЛМ5

6. Технічні вказівки до друкованої плати

Плату виготовити комбінованим методом. Група твердості 1.

Крок координатної сітки - 2,5 мм

Конфігурацію провідників витримати по координатах сітки з відхиленням від креслення ( 1,5 мм).

Позиційні позначення елементів відповідають схемі електричної принципової на елементах великого ступеня інтеграції.

Висновок

Основна мета цього курсового проекту крім закріплення теоретичних положень - ознайомити студентів з основними етапами синтезу мікросхем, починаючи від розробки «на папері», закінчуючи синтезом з урахуванням конкретної серії мікроелементів і розведенням друкованої плати. Отримані знання можуть бути корисні не тільки в курсовому, але й у дипломному проектуванні, а також при виконанні науково-дослідних і досвідчених робіт.

Страницы: 1, 2