Проектирование блока операций

Проектирование блока операций

2. Проектирование местного устройства управления с жесткой логикой (МУУ).

2.1. Выбор параметров системы синхронизации:

Проектируемое местное устройство управления будет использовать двухфазную систему синхронизации. В данном случае двухфазная система синхронизации более подходящий вариант, так как граф переходов распределителя импульсов МУУ содержит большое количество несоседних переходов, чаще всего зависящих от вырабатываемых блоком операций признаков. Двухфазная система синхронизации позволяет анализировать эти признаки в текущем такте, в то время как однофазной на это потребуется лишний такт. Также при двухфазной системе не обязательно должно соблюдаться симметричное расположение синхроимпульса в пределах такта синхронизации, что позволит уменьшить длительность такта вцелом.

J0

____ КОП

КОНЕЦ

Yсч & ST

Yсч & ST

__      __ D0 & D1 & КОП

__      __ D0 & D1 & КОП

НАЧАЛО

КОП & J1

__          ___     ___ (КОП & ML) \/ (КОП & D0 & J0)

____     __ КОП & J0

__ J0

2.2. Граф переходов распределителя импульсов МУУ: 

Сброс

Ycч’

Сброс

Код перехода

Jсч

Состояние РИ

Состояние РИ

J0,J1

КОП

Yi

Yi’

CKO’

T2

T1

Состояние схемы П/О

C2

C1

RESET

СНО’

РИ

Счетчик циклов

КС2

КС1

Схема пуска и останова

2.3. Функциональная (структурная) схема МУУ:

МУУ

СКО состояние Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8

С1 С2 СНО reset КОП J0 J1

2.4. Условное графическое обозначение МУУ:
2.5. Синтез отдельных узлов МУУ:

2.5.1. Распределитель импульсов РИ:

В качестве распределителя импульсов используется четырехразрядный регистр хранения ТМ8. При подаче тактового импульса Т1 происходит параллельная загрузка кода перехода, зависящего от предыдущего состояния РИ. Перед началом выполнения новой операции в МУУ, сигнал начала операции СНО сбравает РИ в ноль.

Счетчик циклов построен на двух JK-триггерах ТВ9. Счетные импульсы на него подаются с комбинационной схемы КС2. Используется  для подсчета количества проанализированных разрядов множителя при выполнении операции умножения.

2.5.3. Комбинационная схема КС1:

Комбинационная схема КС1 предназначена для выработки потенциальных и импульсных сигналов управления для схемы блока операций (БО).

___       ___

Y1’=Y6’=П0 / С2          2И-НЕ   ЛА12

Y2 =П0

Y3’=(П0 \/ П2) & С2    2-2И-2ИЛИ / 2-2И-2ИЛИ-НЕ   ЛК3

Y4 =П1

___

Y5’=(П1 \/ П2) / С2      2-2И-2ИЛИ / 2-2И-2ИЛИ-НЕ   ЛК3

___

Y7’=П3 / С2                  2И-НЕ   ЛА12

Y8 =КОП                       Y8 сохраняет свое значение на протяжении всего

времени выполнения операции.

Где С2 - синхроимпульс, П0-П3 - состояние РИ.

2.5.4. Комбинационная схема КС2:

Комбинационная схема КС2 предназначена для выработки кодов перехода.

           __      __     __      __

D0 = (П0 & П1 & П2 & П3) \/ (КОП & J1)                              ЛИ6   ЛК3

                                  ___       ____     __      __

D1 = (КОП & П0 & ML) \/ (КОП & D0 & П1 & J0)                ЛК1

                                                  ____                __

D2 = (П0 \/ П1 \/ П2 \/ П3) & (КОП & (П1 \/ J0))                     ЛИ6   ЛЕ1   ЛК3

         __      __   

D3 = D0 & D1 & КОП                                                                ЛЕ4

Yсч’ = Т1 & (П1 \/ D2)                                                                ЛК3

____      ____________________

СКО’ = (Т1 & П3) \/ (Ycч & ST)                                                ЛК3

Где ML и ST соответственно младший и старший разряды счетчика циклов, Yсч - сигнал, подающийся на счетный вход счетчика.
2.5.5. Схема пуска и останова:

Схема пуска и останова состоит из следующих элементов:

JK-триггер ТВ9 : МУУ работает, если триггер установлен. Сигнал RES - сброс. При работе схема п/о выдает сигнал СОСТОЯНИЕ=0, иначе СОСТОЯНИЕ=1.

ЛА12 : сигналы СНО (запуск МУУ) и СКО (конец операции) поступают через этот элемент на синхровход триггера, переключая его при этом в противоположное состояние.

два элемента ЛИ1 : в зависимости от состояния триггера пропускают или не пропускают сигналы синхронизации С1 и С2 на схему.