Міністерство освіти і науки України Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського Теплоенергетичний факультет Кафедра АПЕПС Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів ЗВІТ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ № 4 Типові синхронні ЦП та суматори Варіант № 13 «15» Листопада 2021  Мета роботи: Закріплення знань і отримання практичних навичок проектування та синтезу на базі ПЛІС типових синхронних ЦП та суматорів в заданому елементному базисі. Типовые комбинационные устройства Типовые комбинационные устройства ИМС и ЛЭ находят широкое применение в различных РЭ устройствах, таких как гидролокаторы, устройства навигации и связи, в ЭВМ и др. 2.1 Классификация вычислительных машин. ЭВМ подразделяются на 2 больших класса: аналоговые (АВМ) и цифровые (ЦВМ). АВМ – в аналоговых мапшинах.. Например сумматор на ОУ Рисунок 2.1 – инвертирующий сумматор на ОУ Достоинство АВМ: высокое быстродействие. Недостатки АВМ: низкая точность; АВМ используются для решения узкого круга задач. ЦФМ – машины, обрабатывающие информацию, представленную в цифровом виде. Достоинство ЦВМ: высокая точность. Недостаток ЦВМ: низкое быстродействие. ЦВМ бывают: 1. Проблемно-ориентированнные – решают определенный класс задач (например: цифровая обработка сигнала). 2. Универсальные – решают любую задачу, которая описывается с помощью алгоритма. Рисунок 2.2 - Структура ЦВМ УВВ – устройство ввода-вывода; Назначение УВВ – ввод исходных данных и вывод результата. АЦП – преобразование напряжения в цифровой код. ЦАП – преобразование цифрового кода в напряжение. ЗУ – запоминающее устройство; ЦП – центральный процессор. ЗУ – хранит программу и данные. АЛУ – используется для обработки информации. УУ – устройство управления, управляет всеми остальными блоками. Магистраль – это набор проводов для обмена данными между блоками. Преобразование информации в ЭВМ производится электронными устройствами (логическими схемами) двух классов: комбинационными схемами и последовательностными схемами (Глава 4). В комбинационных схемах (КС) совокупность выходных сигналов в любой момент времени однозначно определяется входными сигналами, поступающими на входы в тот же момент времени. Закон функционирования КС определен, если задано соответствие между входными и выходными сигналами в виде таблицы или в аналитической форме с использованием логических функций. Практика проектирования ЦУ показала, что можно выделить несколько типов КС, которые применяются очень часто. Такие схемы экономически целесообразно изготавливать в интегральном исполнении с большим тиражом выпуска. К ним относятся: преобразователи кодов; коммутаторы; арифметические устройства; постоянные запоминающие устройства (ПЗУ); программируемые логические матрицы (ПЛМ). Дешифраторы Дешифратором (ДШ) чаще всего называют устройство, преобразующее двоичный код в унарный. Из всех m выходов дешифратора активный уровень имеется только на одном, а именно на том, номер которого равен поданному на вход двоичному числу. На всех остальных выходах ДШ уровни напряжения неактивные. Обычно ДШ имеют инверсные выходы. При этом на выбранном выходе 0, а на всех остальных "1". Унарный код называют еще кодом "1 из m". Условное изображение ДШ с инверсными выходами показано на рис. 2.1,а. О входе Е будет сказано ниже. Если ДШ имеет n входов, m выходов и использует все возможные наборы входных переменных, то m=2n . Такой ДШ называют полным. ДШ используют, когда нужно обращаться к различным ЦУ, и при этом номер устройства – его адрес – представлен двоичным кодом. Адресные входы ДШ обозначают обычно А0, А1, А2,..А(n-1), где индекс буквы А означает показатель степени 2. Иногда эти входы просто нумеруют в соответствии с весами двоичных разрядов: 1, 2, 4, 8, 16,..2n-1. Формально описать работу ДШ можно, задав список функций, обрабатываемых каждым из его выходов. Так для ДШ (рис. 2.2,а) Реализация этих восьми выражений с помощью восьми трехвходовых ЛЭ 3И-НЕ дает наиболее простой по структуре ДШ, называемый линейным. Сумматоры Простейшим су...