Вычислительная техника

I часть: Проектирование вырожденного автомата .

Спроектировать на элементах ТТЛ “ генератор 4-х разрядных кодов “ некоторой системы счисления .

Т.е. синтезировать синхронный счётчик М–разрядный ( М < 16 ), на вход которого подаётся регулярная внешняя последовательность тактовых импульсов.

Каждое состояние счётчика ( т.е. цифра заданной системы ) сохраняется в течение одного полного такта. Значение цифр появляется на выходах Q3, Q2, Q1, Q0. Автомат также должен выработать синхронный перенос ( в след. разряд заданной системы), которым служит последний тактовый импульс в цикле счёта. Для его выделения должен быть сформирован строб “y” , т.е. булева функция , которая активна на последнем такте цикла. А само выделение должно обеспечивать минимальную задержку выходного импульса переноса.

В схеме автомата должны быть цепи , осуществляющие авто сброс в исходное состояние при каждом включении питания.

Требуется :

- составить таблицу функционирования автомата ;

- минимальную функцию возбуждения и строба ;

- построить осциллограммы всех выходных функций, включающие функции строба и сигнала переноса ;

- построить схему автомата .

Решение поставленной задачи :

а.) Составим таблицу функционирования автомата :

б.) Составим карты Карно и при помощи них найдём минимизированные функции возбуждения и строба .

J3 = Q2Q1Q0

K3 = Q2

J2 = Q1Q0

K2 = Q3 v Q1Q0

J1 = Q0

K1 = Q0

J0 = Q3Q2

K0 = 1

y = Q3Q2

в.) Построим осциллограммы всех выходных функций , вкл функцию строба и сигнала переноса .

С

Q0

Q1

Q2

Q3

y

Cвых

г.) Построение схемы автомата .

II часть : Проектирование интерфейса ЗУ некоторого МПУ .

Построить интерфейс ЗУ на реальных МС , приведённых в таблице .

Блоки ПЗУ и ОЗУ должны содержать резервные места для модернизации . Резерв может быть до 50% рабочего и объёма блока , но не менее 1 МС выбранного типа .

При условии восьмиразрядного выхода требуется :

- определить объём пространства памяти , включая резервные сегменты ;

- составить таблицу адресов , начиная с адреса 0ХХ0, где ХХ = n – номер студента по журналу в 16-ричной системе ;

- построить упрощённую схему интерфейса .

При построении блока ПЗУ использовать МС ППЗУ серии КР556 для Lпзу < 6 Кб и МС СППЗУ ( К573 ) для Lозу > 7Кб .

При построении блока ОЗУ - МС с технологией : ТТЛ для Lозу < 3 Кб , И*ИЛ для 7Кб < Lозу < 9 Кб , МОП для 4КБ < Lозу < 6Кб .

При полу целом числе сегментов в блоке допускается использование МС другой технологии с ёмкостью 0,5 сегмента . Остаток неполного сегмента отнести к резерву .

Решение поставленной задачи :

а.) Определим объём пространства памяти , включая резервные сегменты .

Для ПЗУ можно выбрать пять МС СППЗУ типа К573РФ2 с организацией 2К * 8 = 2Кб .

Тогда объём одного сегмента можно выбрать равным 2 Кб = 80016. Возьмем пять таких МС и , таким образом , получили объём ПЗУ равным 10 Кб , но нам необходимо набрать 11 Кб , поэтому возьмём ещё две МС СППЗУ типа К573РФ1 с организацией 1К*8 = 1Кб для организации шестого сегмента , половина которого будет использована , а другая половина будет в резерве.

Для резерва возьмём две МС СППЗУ типа К573РФ2 с организацией 2К * 8 = 2Кб , т.е. объём резерва получился равным 5 Кб.

С резервом в 5 Кб для ПЗУ получили восемь сегментов.

Для ОЗУ можно выбрать МС nМОП типа КМ132РУ8А с организацией 1К * 4 = 0,5 Кб. Но для построения одного сегмента потребуется четыре такие МС .

С резервом в 2Кб для ОЗУ потребуется три таких сегмента .

Значит, общий объём блока ЗУ с резервом должен составлять 8+3 = 11 сегментов .

б.) Составим таблицу распределения адресов .

в.) Построение упрощённой схемы интерфейса ЗУ .

III часть : Разработка фрагмента программы МПУ .

Составить фрагмент программы МПУ в виде подпрограммы ( или в виде программы обслуживания прерывания ПОП ) , что есть в варианте .

Начальный адрес для подпрограммы : [ P ] = 63 + n10

Требуется :

- на языке Ассемблера с соблюдением требований формата бланка ;

- комментарий должен давать полное описание действий конкретной задачи , а не описание данной команды ;

- в конце любого комментария должна быть дана продолжительность операции – требуемое число тактов синхронизации.

Решение поставленной задачи :

; Подпрограмма на языке Ассемблер :

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма :

Задание:

I часть : Счётчик прямого счёта .

М = 13 ; триггеры типа JK.

Код двоичный, возрастающий;

Используются состояния : а0 , а1 … а12 .

II часть : Интерфейс ЗУ .

Lпзу = 11 KB ; Lозу = 4 KB .

III часть : Подпрограмма .

Сложить три положительных 10 – значных десятичных числа Х1, Х2, Х3 , представленные в коде BCD и хранящиеся в секторах ОЗУ с адресами младших байтов соот. 20016; 30016; 40016 .

Поместить полученную сумму (также в коде BCD) с учётом старшего (шестого) байта на случай переполнения в секторе ОЗУ на место Х2, т.е. по адресу 30016 .

Предполагается, что шестые байты в указанных секторах первоначально пусты.

Это – задача с двойным (вложенным) циклом.

Блок – схема алгоритма :