Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Типові комбінаційні ЦП
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ІСМ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2021
Тип роботи:
Звіт
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
ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМУ № 3
«Типові комбінаційні ЦП»
Варіант № 4
Дата «26» жовтня 2021
Мета роботи:
Закріплення знань і отримання практичних навичок проектування та синтезу на базі ПЛІС типових комбінаційних ЦП в заданому елементному базисі.
Витяг з теорії:
Мультиплексор – це пристрій, який вибирає один з кількох входів, а потім підключає до свого виходу. Все залежить від стану двійкового коду. Мультиплексор використовується як перемикач сигналів, який має кілька входів і один вихід. Механізм його роботи можна описати такою таблицею:
Вхід 1
Вхід 2
Вихід
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Подібні таблиці можна побачити при вивченні програмування, а конкретніше – при вирішенні задач логічного вибору. Спочатку про аналоговий мультиплексор. Вони з’єднують входи і виходи безпосередньо. Існує оптичний мультиплексор, який є більш складними. Вони просто копіюють одержувані значення. Схема мультиплексора:
/
Найбільша частина – це елемент І-АБО. Він може мати різну кількість входів, починаючи від двох і теоретично до нескінченності. Але, як правило, більше ніж на 8 входів їх не роблять. Кожен окремий вхід називається інвертором. Ті, що розташовані зліва, називають інформаційними. Посередині знаходяться адресні входи. Справа зазвичай підключається елемент, який визначає, чи буде працювати сам мультиплексор. Це може бути доповнено входом з інверсією. Для письмового позначення кількості входів і для показу, що це мультиплексор, використовують записи такого типу: «1*2». Під одиницею розуміють кількість висновків, що йдуть в пристрій. Двійка використовується для позначення виходу і зазвичай дорівнює 1. В залежності від кількості адресних входів визначається, якою буде розряд у мультиплексора, і в даному випадку використовується формула: 2n. Замість n якраз і підставляють необхідне значення. В даному випадку 22 = 4. Якщо для двійкового або трійкового мультиплексора різниця кількості входів і виходів становить відповідно два і три, то кажуть, що вони повні. При меншому значенні вони неповні. Ось такий пристрій має мультиплексор.
Демультиплексор - це пристрій з одним входом та безліччю виходів. Що до чого буде підключатися – визначає двійковий код. Для цього він зчитується, і вихід, який має необхідне значення, підключається до входу. Як бачите, дані пристрої не обов’язково повинні діяти в парі для повноцінної роботи, а свою назву одержали за виконуваного функціоналу.
Схема демультиплексора:
/
Для комутації каналів в демультиплексорах використовуються тільки логічні елементи «І». Враховуйте, що КМОП мікросхеми часто будуються із застосуванням ключів на польових транзисторах. Тому до них не застосовується поняття демультиплексора. Чи можна зробити так, щоб один пристрій могла змінити свої властивості на діаметрально протилежні? Так, якщо поміняти місцями інформаційні виходи і входи, внаслідок чого до назви “мультиплексор” можна додавати префікс «де». За своїм призначенням вони схожі на дешифратори. Незважаючи на наявну різницю, обидва приладу у вітчизняних мікросхемах позначаються одними й тими ж літерами – ІД. Демультиплексоры виконують однооперандні (одновходные, унітарні) логічні функції, які мають значну кількість можливих варіантів реакції на сигнал
Види мультиплексорів
В основному розрізняють всього два види мультиплексорів:
Термінальні. Даний тип мультиплексорів мають на кінцях лінії зв’язку, по якій здійснюється передача даних.
Введення/Виведення. Вони застосовуються в якості інструментарію, який встановлюється в розрив лінії зв’язку, щоб вивести кілька каналів інформації із загального потоку. Таким способом обходять необхідність установки термінальних мультиплексорів, які є більш дорогими механізмами.
Дешифратори
Дешифратор (decoder) - це комбінаційне пристрій, що дозволяє розпізнавати числа, представлені позиційним п-розрядним кодом. Якщо на вході дешифратора "розрядний двійковий код, то на його виході код" 1 з Ν ". У кодової комбінації цього коду тільки одна позиція зайнята одиницею, а всі інші - нульові. Наприклад, код "1 з Ν", що містить 4 кодові комбінації, буде представлений наступним чином:
Такий код називають унітарною, тому дешифратор є перетворювачем позиційного двійкового коду в унітарний. Так як можливу кількість чисел, закодованих n-розрядним двійковим кодом, дорівнює кількості наборів з і аргументів (N = 2 "), то дешифратор, що має n входів, повинен мати 2n виходів. Такий дешифратор називають повним. Якщо частина вхідних наборів не використовується, то дешифратор називають неповним, і у нього число виходів менше 2n. Таким чином, в залежності від вхідного двійкового коду на виході дешифратора збуджується тільки одна з вихідних ланцюгів, за номером якої можна розпізнати вхідне число.
Дешифратори застосовують для розшифровки адрес комірок запам'ятовуючих пристроїв, висвічування букв і цифр на моніторах, індикаторах і інших пристроях. Найчастіше вони є вбудованими в БІС, як, наприклад, в напівпровідникових запам'ятовуючих пристроях, проте вони випускаються і у вигляді ІС середнього рівня інтеграції.
Шифратори
Шифратор (coder) - це комбінаційне пристрій, що виконує функції, зворотні дешифратор. При подачі сигналу на один з його входів (унітарний код) на виході повинен утворитися відповідний двійковий код.
Якщо число входів шифратора одно 2n, то число виходів, очевидно, має бути рівним п, тобто числу розрядів двійкового коду, яким можна закодувати 2 "ситуацій.
Проілюструємо синтез схеми шифратора при п = 3. Таблиця істинності має вигляд, наведений в табл. 3.6.
Таблиця 1.1
Входи
х
Виходи
Входи
х
Виходи
y 3
y 2
y 1
y 3
y 2
y 1
0
0
0
0
4
1
0
0
1
0
0
1
5
1
0
1
2
0
1
0
e
1
1
0
3
0
1
1
7
1
1
1
Робота шифратора описується трьома функціями у 3, у 2, y 1, кожна з яких дорівнює одиниці на чотирьох наборах (номер набору відповідає номеру входу). СовДНФ функцій виходу рівні.
Три функції реалізуються трьома діз'юнкторамі (рис. 1.1), на виходах яких формується трьохрозрядний двійковий код
Рисунок 1.1 /
Завдання за варіантом:
Номер
варіанту
Типовий комбінаційний ЦП
Базис логічних елементів
4
DMX, 4 адр. Вх.
І, АБО, НЕ
Таблиця істинності:
№
Входи
Виходи
A3
A2
A1
A0
Q 0
Q 1
Q 2
Q 3
Q 4
Q 5
Q 6
Q 7
Q 8
Q 9
Q 10
Q 11
Q 12
Q 13
Q 14
Q 15
0
0
0
0
0
D
1
0
0
0
1
D
2
0
0
1
0
D
3
0
0
1
1
D
4
0
1
0
0
D
5
0
1
0
1
D
6
0
1
1
0
D
7
0
1
1
1
D
8
1
0
0
0
D
9
1
0
0
1
D
10
1
0
1
0
D
11
1
0
1
1
D
12
1
1
0
0
D
13
1
1
0
1
D
14
1
1
1
0
D
15
1
1
1
1
D
Система логічних фунцкій:
/
Структура демультиплексора у Quartus та бібліотечний модуль:
/
/
Analysis & Elaboration
/
Analysis & Synthesis
/
Fitter
/
TimeQuest
/
Functional Simulation /
Timing Simulation
/
Висновок:
В результаті виконання даної практичної роботи я навчився:
Проектувати та синтезувати на базі ПЛІС шифратори (CD), дешифратори (DC), мультиплексори (MX) та демультиплексори (DMX) в заданому елементному базисі;
Давати визначення мультиплексорам, демультиплексорам, шифраторам та дешифраторам;
Створювати та використовувати допоміжні бібліотечні модулі;
Призначати входи/виходи ЦП виводам мікросхеми ПЛІС;
Проводити моделювання типових комбінаційних ЦП функціональне та з урахуванням часових параметрів мікросхем ПЛІС.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора