Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Типові синхронні ЦП та суматори
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ІСМ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2021
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 № 4
«Типові синхронні ЦП та суматори»
Варіант № 11
Дата «04» 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.
Короткі відомості з теорії:
Суматори
Суматором називають функціональний вузол, призначений для додавання двох чисел. Операцію віднімання замінюють додаванням чисел в оберненому або доповняльному кодах. Операції множення та ділення зводять до реалізації багаторазового додавання та зсування.
Суматори є основою побудови арифметико-логічних пристроїв, мікропроцесорів, спеціалізованих обчислювальних пристроїв, зокрема пристроїв порівняння, множення, ділення. Існує велике різноманіття суматорів, які використовують у цифрових пристроях.
Суматори класифікують за різними ознаками.
Залежно від системи числення:
двійкові;
двійково-десяткові (у загальному випадку двійково-кодовані);
Трійкові;
Вісімкові;
Десяткові;
Шістнадцяткові;
За кількістю одночасно оброблюваних розрядів чисел, що додаються:
однорозрядні;
багаторозрядні.
За способом реалізації:
Механічні;
Електромеханічні;
Електронні;
Пневматичні;
За розрядністю (довжиною) операндів — 8-, 16-, 32-, 64-розрядні;
За кількістю входів і виходів однорозрядних двійкових суматорів:
• чвертьсуматори (елементи “сума за модулем 2”; елементи “виключає АБО”), що характеризуються наявністю двох входів, на які подаються два однорозрядних числа, і одним виходом, на якому реалізується їхня арифметична сума;
• напівсуматори, що характеризуються наявністю двох входів, на які подаються однойменні розряди двох чисел, і двох виходів: на одному реалізується арифметична сума в даному розряді, а на іншому – перенесення в наступний (старший) розряд;
• повні однорозрядні двійкові суматори, що характеризуються наявністю трьох входів, на які подаються однойменні розряди двох чисел, що складаються, і перенесення з попереднього (молодшого) розряду, і двох виходів: на одному реалізується арифметична сума в даному розряді, а на іншому – перенесення у наступний (старший) розряд.
За способом подання й обробки чисел, що додаються, багаторозрядні суматори поділяються на:
• послідовні, в яких обробку чисел здійснюють за чергою;
• паралельні, у яких доданки додаються одночасно за всіма розрядами, і для кожного розряду є своя елементна база.
За часом додавання : синхронні , асинхронні.
/
Рис. 1. Позначення суматора на електронних схемах
/
Рис. 2. Повний двійковий суматор
Лічильники
Лічильником називають пристрій, призначений для виконання мікрооперації лічби та зберігання слів. Кількість дозволенних станів лічильника називається його періодом або модулем.
Класифікація лічильників
За характером МО лічби лічильники поділяють на інкрементні, декрементні та реверсивні. У момент надходження чергового сигналу інкрементний лічильник збільшує свій стан на 1, а декрементний зменшує на 1. Реверсивний лічильник може виконувати МО inc та dec залежно від сигналу управління. Залежно від основи системи числення, в якій виконується МО лічби, лічильники бувають: двійкові, двійково-десяткові та 2-5. Лічильники бувають синхронні та асинхронні. Лічильник складається з тригерів.
Призначення сигналів:
y - сигнал МО
y=1 – режим інкремента inc;
y=0 – режим декремента dec;
x - лічильний сигнал;
S, R - асинхронне встановлення в 0 або 1;
z1,...zn - стан лічильника;
fi - функція збудження (переносу) i-го розряду.
/
Рис. 3. Узагальнена структура синхронного лічильника
У синхронних лічильниках перемикання всіх тригерів відбувається
одночасно під дією спільного синхросигналу. В асинхронних тригери перемикаються неодночасно.
Асинхронний лічильник можна побудувати на основі синхронних тригерів. В асинхронних лічильниках має місце послідовний перенос з одного розряду в інший.
Типи міжрозрядних переносів в лічильниках
За способом організації переносу між розрядами лічильники поділяються на такі:
з послідовним переносом;
з наскрізним переносом;
з паралельним переносом;
з груповим переносом.
Регістри
Регістр являє собою пристрій з набором двіійкових ланок (тригерів з керуючими елементами), головним призначенням якого є зберігання інформації у вигляді багаторозрядних двійкових чисел (двійкового коду).
На відміну від пристроїв довготривалої пам'яті в регістрах інформація запам'ятовується короткочасно, тобто на період одного або кількох циклів роботи всієї системи.
Регістри призначені для запису, зберігання і читання одного двійкового числа або іншої кодової комбінації. Крім цих основних операцій регістри виконують додаткові операції: інвертування коду, скидання в нульовий стан, перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки.
В загальному випадку регістри забезпечують виконання наступних мікрооперацій:
-установка регістра в нуль(скидання, гасіння);
-прийом слова з іншого регістра, лічильника тощо;.
-передача слів на інший регістр, лічильник тощо;.
-перетворення кодів збережених слів в інверсні коди;
-зсув слова вліво або вправо на необхідне число розрядів;
-перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки.
Залежно від способу запису інформації регістри поділяють на 2 типи:
- регістри паралельного типу (без зсуву);
- регістри послідовного типу (зі зсувом);
- комбіновані регістри.
/
Рис. 4. Регістр
Завдання:
Номер варіанту
Типовий комбінаційний ЦП
Базис
Розрядність
11
Генератор M-пос. (роз. 0 і 5)
8
Зображення схемы в Quartus
/
/
Бібліотечний модуль
/
/
Компіляція
/
Правильність вводу схеми
/
Логічний синтез
/
Занурення в кристал
/
Аналіз швидкодії
/
Моделювання
Функціональне:
/
Часове:
/
PinPlaner:
/
/
Висновок: Під час виконання лабораторної роботи, було збудовано 8-ми розрядний генератор М-пос.(0 і 5) з використанням D-тригерів, що містяться в бібліотеці примітивів Quartus II. Створили бібліотечний модуль типового синхронного ЦП, провели звіт по кожному з етапів компіляції, призначили входи та виходи використовуючи систему Pin Planer, провели функціональне та часове моделювання в результаті якого отримали псевдовипадкову періодичну послідовність з періодом N=
2
8
– 1 = 225.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора