Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Синтез керуючих автоматів по графу мікропрограми
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ІСМ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2023
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Комп ютерна схемотехніка та архітектура комп ютерів
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського
Теплоенергетичний факультет
Кафедра АПЕПС
Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів
ЗВІТ ДО
Лабораторної роботи № 5
«Синтез керуючих автоматів по графу мікропрограми»
Варіант № 15
Дата: «7» грудня 2021
Мета роботи: закріплення теоретичних знань по синтезу керуючих автоматів (КА) із жорсткою логікою.
Постановка задачі
В результаті виконання даної лабораторної роботи студент повинен:
спроектувати КА із жорсткою логікою за заданим ГМП та базисам ЛЕ й елементів пам’яті, використовуючи канонічний метод синтезу цифрових автоматів з пам’яттю;
синтезувати отримувану функціональну схему КА на базі ПЛІС, призначивши її входи/виходи виводам мікросхеми;
провести моделювання схеми, перевіривши правильність функціонування КА.
Короткі теоретичні відомості:
Головною метою синтезу цифрового автомата з пам’яттю є визначення всіх його можливих станів та переходів, відповідно заданому алгоритму функціонування, та отримання функцій збудження всіх входів тригерів, з яких складається автомат. Цього достатньо для складання логічної схеми цифрового автомата.
Функціональна і структурна організація операційних пристроїв базується на принципі мікропрограмного керування, що полягає в наступному:
1. Будь-яка операція fg(g=1,...,G), реалізована пристроєм, розглядається як складна дія, що розділяється на послідовність елементарних дій над словами інформації.
2. Для керування порядком проходження мікрооперацій використовуються логічні умови, що у залежності від значень слів, перетворених мікроопераціями, приймають значення "неправда" або "істина" (0 або 1).
3. Процес виконання операцій у пристрої описується у формі алгоритму, що представляється в термінах мікрооперацій і логічних умов і називається мікропрограмою.
Таким чином, із принципу мікропрограмного керування випливає, що структура і порядок функціонування операційних пристроїв визначається алгоритмом виконання операції F={f1,...,fG}.
Операторна схема алгоритму мікропрограми найбільш часто представляється у вигляді граф-схеми алгоритму (ГСА). ГСА визначає обчислювальний процес послідовно у часі, встановлюючи порядок перевірки логічних умов х1–хL і порядок проходження мікрооперацій у1– уm.
У ГСА зазвичай використовують вершини наступних типів:
1. Вершина «початок» має один вихід, входів не має. Позначає початок мікропрограми;
2. Вершина «кінець» має будь-яке число входів, виходів не має. Позначає кінець мікропрограми;
3. Операторна вершина має будь-яке число входів, один вихід. Всередині операторної вершини записується одна мікрокоманда - сукупність мікрооперацій з одночасним виконанням;
4. Умовна вершина має будь-яку кількість входів і два виходи. Всередині умовної вершини записується булевий вираз, в залежності від значення якого здійснюється вибір напрямку подальшого виконання мікропрограми;
5. Вершина очікування, має множину входів, два виходи, один з яких заведений на вхід. При влученні у вершину очікування, вихід з неї можливий тільки при виконанні умови х.
Автомат Мілі
Автомат Мілі — скінченний автомат чиї вихідні символи визначаються його станом, та символами на вході (на відміну від автомату Мура вихідні символи якого визначаються тільки його станом). На ребрах в діаграмі станів позначають вхідні та вихідні символи (а в автоматі Мура вихідні символи позначають на вершинах).
1. (одержання позначеної ГСА) Входи вершин, слідуючих за операторними, позначають символами a1, a2, …
Результатом першого етапу є позначена ГСА, що є основою для другого етапу - переходу до графа або таблиць переходів-виходів. Приклад ГСА, позначеної для автомату Мілі:
/
На другому етапі з позначеної ГСА будують граф автомата або таблиці переходів- виходів. На площині схеми позначаємо всі стани автомата ai. Для кожного зі станів ai визначаємо за відміченою ГСА всі шляхи, що ведуть в інші стани і проходять обов'язково тільки через одну операторну вершину!
Приклад графу:
/
Таблиця виходів-переходів:
/
Функціональна схема автомата:
/
Автомат Мура
Автомат Мура - скінченний автомат, вихід якого залежить від його стану і не залежить прямо від його входу (на відміну від автомата Мілі).
Приклад ГСА, позначеної для автомату Мура:
/
/
Функціональна схема автомата:
/
Завдання:
/
/
ГМП
/
Блок-схема по заданому ГМП(ГСА):
/
Граф переходів КА:
/
Таблиця кодування станів:
/
Таблиця кодування станів КА, переходів і виходів:
/
Отримання та мінімізація рівнянь БФ виходів і збурення елементів пам’яті КА в заданому базисі ЛЕ (АБО-НЕ) :
/
/
/
/
БФ дешифратора у заданому базисі ЛЕ (АБО-НЕ) :
/
Таблиця істинності дешифратора:
/
Схема дешифратора у заданому базисі ЛЕ (АБО-НЕ) :
/
Побудована схема у Quartus II:
/
Біблотечний модуль дешифратора:
/
Функціональна схема КА:
/
Функціональна схема КА в Quartus II:
/
Pin Planner
/
/
Звіти по кожному з етапів компіляції:
Компіляція:
/
Логічний синтез:
/
Занурення в кристал:
/
Timing Analyzer:
/
Моделювання
Обраний шлях:
a0-a1-a2-a3-a4-a5-a6
Функціональне:
/
/
Часове:
/
/
Висновок: У результаті виконання лабораторної роботи було набуто навичок по створенню КА із жорсткою логікою за заданим ГМП та базисам ЛЕ й елементів пам’яті, використовуючи канонічний метод синтезу цифрових автоматів з пам’яттю. Також було проведено моделювання, після його можна засвідчитись у правильності виконання даної роботи. Набуто досвіду роботи з автоматами Мілі та Мура.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора