Курсова робота. Курсова робота з Комп’ютерна схемотехніка. Робота № 529869

Перехід до торгівельного партнера Binance

Курсова робота

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Вінницькій національний технічний університет

Інститут:

ВНТУ

Факультет:

ФІТКІ

Кафедра:

КН

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Курсова робота

Предмет:

Комп’ютерна схемотехніка

Група:

3КН 16б

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Форма N H-6.01 _____________Вінницький національний технічний університет______________ (повне найменування вищого навчального закладу) _______________________Кафедра комп’ютерних наук________________________ (повна назва кафедри, циклової політики) КУРСОВА РОБОТА з _________комп’ютерної схемотехніки та архітектури комп’ютерів________ (назва дисципліни) на тему “Операційний пристрій, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом” Студента (ки) _2_ курсу _1КН-14б_ групи Напряму підготовки _6.050101 Комп’ютерні науки_ ________________Кміть В.Я.________________ (прізвище та ініціали) Керівник ___________викладач__________________ ________________Ваховська Л. М.______________ (посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали) Національна шкала ____________________________ Кількість балів: ___________ Оцінка: ECTS _______ Члени комісії ______________ ___________________________ (підпис) (прізвище та ініціали) ______________ ___________________________ (підпис) (прізвище та ініціали) ______________ ___________________________ (підпис) (прізвище та ініціали) м. _Вінниця_ – 2015 рік Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Факультет інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії Кафедра комп’ютерних наук ЗАТВЕРДЖУЮ Зав. Каф. КН, д.т.н., проф. ______________С.І. Перевозніков «__» __________________ 2015 р. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ З ДИСЦИПЛІНИ « Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютера » СТУДЕНТА групи 1КН – 14б КМІТЯ ВЛАДИСЛАВА ЯРОСЛАВОВИЧА 1. Тема курсової роботи «Операційний пристрій, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом.» затверджена на засіданні кафедри комп’ютерних наук, протокол № 2 від 15 вересня 2015р. 2. Термін здачі студентом зазначеної роботи: “___ ” грудня 2015 р. 3. Вхідні дані до роботи: тип логічного елементу – І – НІ, тип елементу пам’яті – D – триггер, розрядність вхідного операнду – 4; засіб моделювання – пакет прикладних програм MultiSim. 4. Зміст пояснювальної записки: Вступ. 1. Розробка структурної схеми операційного пристрою, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. 2. Синтез операційного пристрою, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. 3. Комп’ютерне моделювання операційного пристрою, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. Висновки. Перелік посилань. 5. Дата видачі завдання “ 09 ”___вересня____ 2015 р. Завдання видав Ваховська Л.М. _________ (ПІП керівника курсової роботи) (підпис) Завдання прийняв до виконання Кміть В.Я _________ (ПІП студента) (підпис) АНОТАЦІЯ У курсовій роботі розроблено операційний пристрій, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. Операційний пристрій реалізовано в базисі І-НІ. Під час її виконання було розроблено структурну схему операційного пристрою, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. Моделювання та тестування розробленої функціональної схеми операційного пристрою, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом проведено в середовищі ППП Muiltisim 12. ЗМІСТ Вступ…………………………………………………………………………..….. 5 Розробка структурної схеми ОП, , що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом..….………………….…..…………………………………… …… 7 Загальні відомості про суматор....……………………….……..….…..…8 Загальні відомості про регістри….…………………………………..…...8 Загальні відомості про регістри зсуву…..……..……..……..……..……10 Розробка структурної схеми функціонування ОП, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом.………………………………………………….…………….12 Синтез ОП, , що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом …………………………….…….14 2.1 Синтез регістра пам’яті ..……………………....……………….………..14 2.2 Синтез суматора………………………..…………………...………..…..16 2.3 Синтез регістру зсуву…..….………………...……….……………..…. 19 2.4 Розробка функціональної схеми ОП, , що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом.……………………………….......……………………………...21 Комп’ютерне моделювання ОП, , що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом....…..…….………….… …….…………….…………….………24 Висновки……………………………………………………………………....…31 Список використаної літератури….…………………………………………….32 ВСТУП Комп’ютерна схемотехніка – це науково-технічна дисципліна, яка вивчає теоретичні методи аналізу і синтезу схем комп’ютерів (електронних обчислювальних машин) і засоби їхньої технічної реалізації. Розвиток комп’ютерної схемотехніки є основою удосконалення архітектури комп’ютерів, якісного підвищення їхньої продуктивності та надійності, істотного зменшення масових та габаритних показників. Знання комп’ютерної схемотехніки необхідні фахівцям, зв'язаним з інтенсивним використанням комп'ютерної техніки, автоматизованих систем обробки даних і керування, спеціалістам з електроніки та радіотехніки, цифрових автоматів і робототехніки. Бути обізнаним в даній сфері потрібно також всім тим, хто зв'язаний із створенням програмного забезпечення автоматизованих систем і комп'ютерів, що визначається тісною взаємодією апаратних й програмних засобів. Програміст, що добре знає апаратну частину завжди має перевагу перед іншими, його програми будуть більш ефективнішими та досконалішими. Метою дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів” є вивчення архітектури, характеристик, принципів функціонування всіх функціональних пристроїв сучасних комп’ютерів. Розглядаються: сучасний стан та перспективи розвитку обчислювальної техніки; структура, організація та характеристики обчислювальних комплексів, запам'ятовуючих пристроїв, периферійного обладнання, інтерфейсів; системотехніка і принципи функціонування основних типів комп’ютерів, обчислювальних комплексів та мікропроцесорних систем; основи технології створення та експлуатації технічних засобів інформаційних технологій. Придбання студентами вмінь застосовувати отримані знання і практичні навички по застосуванню інтегральних схем при реалізації найпростіших вузлів із набору логічних та аналогових елементів, проектувати, синтезувати та моделювати комбінаційні схеми й цифрові автомати різної складності. У цифрових пристроях часто виникає необхідність порівняння чисел, розміщення їх в певному порядку, тобто сортування за певним законом. Ознаки відношення використовуються як логічні умови (повідомляючі сигнали) в мікропрограмах, командах передачі керування, а також у пристроях контролю і діагностики. Задача сортування чисел часто зустрічається при проектуванні мікросхем та обчислювальних пристроїв. Метою курсової роботи є розробка операційного пристрою, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. 1 РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ОП, ЩО РЕАЛІЗУЄ ДЕШИФРАЦІЮ ІНФОРМАЦІЇ, ЩО ФОРМУЄТЬСЯ ЯК СУМА ДВОХ ЧОТИРИРОЗРЯДНИХ ЧИСЕЛ Згідно завдання курсової роботи необхідно розробити операційний пристрій (ОП), що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. Для даного ОП вибраний базис «І-НІ». ОП буде складатись з одного вхідного регістру, одного регістру зсуву, суматора і вихідного регістра пам’яті. На вході і виході інформація зберігається, і пропускається з появою синхросигналу. Загальні відомості про суматори Суматором називається функціональний вузол комп’ютера, призначений для додавання двох n-розрядних слів (чисел). Операція віднімання заміняється додаванням слів в оберненому або доповняльному коді. Операції множення та ділення зводяться до реалізації багаторазового додавання та зсування. Тому суматор є важливою частиною арифметико-логічного пристрою [1]. Суматор складається з окремих схем, які називаються однорозрядними суматорами; вони виконують усі дії з додавання значень однойменних розрядів двох чисел (операндів). Однорозрядний суматор показаний на рисунку 1.1. Рисунок 1.1 – Графічне позначення однорозрядного суматора Суматори класифікуються за такими ознаками: способом додавання — паралельні, послідовні та паралельно- послідовні; кількістю вхідних клем — напівсуматори, однорозрядні або багаторозрядні суматори; організацією зберігання результату додавання — комбінаційні, накопичувальні, комбіновані; системою числення — позиційні (двійкові, двійково-десяткові, трійкові) та непозиційні, наприклад, у системі залишкових класів; розрядністю (довжиною) операндів — 8-, 16-, 32-, 64-розрядні; способом подання від'ємних чисел — в оберненому або доповнювальному кодах, а також їх модифікаціях; часом додавання — синхронні та асинхронні. У паралельних n-розрядних суматорах значення всіх розрядів операндів поступають одночасно на відповідні входи однорозрядних підсумовуючих схем. У послідовних суматорах значення розрядів операндів та перенесення, що запам’ятовувалися в минулому такті, поступають послідовно в напрямку від молодших розрядів до старших на входи одного однорозрядного суматора. Суматори з постійним інтервалом часу для додавання називаються синхронними. Суматори, в яких інтервал часу для додавання визначається моментом фактичного закінчення операції, називаються асинхронними. В асинхронних суматорах є спеціальні схеми, які визначають фактичний момент закінчення додавання і повідомляють про це в пристрій керування. На практиці переважно використовуються суматори. Загальні відомості про регістри Регістром називається типовий функціональний вузол комп'ютера, призначений для приймання, тимчасового зберігання, перетворення і видачі n-розрядного двійкового слова. Регістр містить регулярний набір однотипних тригерів, в кожному з яких зберігається значення одного двійкових розрядів машинного слова. Найчастіше використовують тригери типів RS, JK і D [2]. /Рисунок 1.2 – Схема регістра пам’яті на D-тригерах Регістри, призначені тільки для приймання (записування), зберігання і передачі інформації, називаються елементарними або фіксаторами. Регістри, в яких зберігання даних поєднується з мікроопераціями зсуву, називаються зсувовими. Елементарні регістри будують на одноступеневих тригерах, а зсувові – на двоступеневих або D-тригерах з динамічним керуванням. Логічна функція регістра позначається буквами RG (register).Регістри забезпечують зберігання команд, адреси пам'яті, результатів операцій, індексів та ін. Регістри класифікують за такими ознаками:способом керування записуванням – асинхронні та синхронні;способом записування і видачі двійкових слів – паралельні, послідовні й універсальні; у паралельних регістрах записування і видача слів виконується одночасно всіма розрядами, а в послідовних – розряд за розрядом в напрямку від молодших розрядів до старших або навпаки; універсальні регістри забезпечують як паралельний, так і послідовний обмін інформацією;числом ліній для представлення значення одного розряду слова (біта інформації) – однофазні й парафазні; при однофазному поданні значення кожного розряду слова передається по одній лінії зв'язку, а при парафазному – по двох лініях (одночасно відображається пряме та інверсне значення розряду); числом тактів для записування слова – одно-, дво- і багатотактні;складом мікрооперацій, які виконуються: установлювальні, записування, читання, порозрядні логічні й зсуву, а також перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки; напрямом зсуву – односторонні (лівий або правий зсув) і двосторонні (реверсивні); типом тригерів, що використовуються; елементною структурою, імпульсні й потенціально-імпульсні [3]. Загальні відомості про регістри зсуву Зсув – це одночасне просторове переміщення двійкового слова в розрядній сітці із збереженням порядку слідування нулів і одиниць. Регістри, призначені для виконання мікрооперацій зсуву, називаються регістрами зсуву або зсувовими. Мікрооперації зсуву використовують у процесі виконання команд множення, ділення і нормалізації. Крім того, за допомогою зсуву здійснюється перетворення паралельного коду в послідовний або навпаки (наприклад, при обміні інформацією з магнітними стрічками і дисками). Зсув слова може виконуватися вправо (у бік молодших розрядів) або вліво (у бік старших розрядів). Позначимо однорозрядні мікрооперації зсуву вправо і вліво символами R і L відповідно. Розрізнюють правий і лівий арифметичний (Rа, Lа), логічний (Rл, Lл) і циклічний (Rц, Lц) зсуви слова.Нехай в регістрі А записано слово Аn An-1…A2 A1, де А1 – молодший розряд; Аn – старший розряд. Символічно мікрооперації зсуву записуються таким чином: арифметичні зсуви (знаковий розряд не зсувається):RGA:=Ra(A)=An 0 An-1… A2; RGA:=La(A)=An An-2… A1 0;логічні зсуви (одночасно зсуваються всі розряди):RGA:=Rл(A)=0 An An-1… A2; RGA:=Lл(A)= An-1 An-2… A1 0;циклічні зсуви (між старшим і молодшим розрядами є кільцевий зв'язок):RGA:=Rц(A)=А1 An An-1… A2; RGA:=Lц(A)= An-1 An-2… A1 Аn.[4] Арифметичні та циклічні зсуви переважно використовують при виконанні команд в процесорах, а логічні зсуви забезпечують перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки в пристроях зв'язку з магнітними стрічками і дисками. Зсувні регістри проектують на двоступеневих RS- (або JK-) або D-тригерах з динамічним керуванням по фронту [5]. Такі тригери забезпечують розділення під час процесів приймання нової інформації в кожному розряді та видачі (зсуву) старої.Припустимо, що в реверсивному регістрі мають виконуватися паралельний запис слова А за сигналом керування Yзп і зсуви інформації вліво і вправо під впливом керуючих сигналів Lл і Rл. Функції збудження Sі і Rі для кожного розряду регістра зсуву на двоступеневих RS-тригерах мають вигляд: Si=Yзп AiÚRлQi+1ÚLл Qi-1; Ri=Yзп/Ú Rл/Ú Lл/ (4.5)Схема одного розряду регістра зсуву на RS-тригерах згідно з рівнянням (3.5) показана на рис.4.6, а. Економічна схема розряду регістра, в якій функція на R-входи тригера утвориться інвертуванням сигналу Si, показана на рис.4.6, б. Однак у цьому випадку час записування даних збільшується за рахунок затримки інвертора. Для регістра зсуву на D-тригерах функції збудження мають й вигляд:Di=Yзп AiÚ Rл Qi+1Ú LлQi-1. Схема розряду регістра зсуву на D-тригерах згідно з рівнянням показана на рис.1.3 / Рисунок 1.3 – Схема розряду регістра зсуву: а – на RS-тригері; б – з інвертором на вході R; в – на D-тригері 1.4 Розробка структурної схеми функціонування ОП, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. Структурна схема – це умовне графічне подання, що показує кількість, номенклатуру блоків пристрою, взаємозв'язок між блоками і зовнішніми пристроями, розрядності даних та шин. Структурну схему розробленого ОП представлено на рисунку 1.4. / Рисунок 1.4 – Структурна схема ОП, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. СИНТЕЗ ОП, ЩО РЕАЛІЗУЄ ДІЇ НАД ДВОМА ЧОТИРЬОХ РОЗРЯДНИМИ ДВІЙКОВИМИ ОПЕРАНДАМИ ЗСУВ ОДНОГО З НИХ ВЛІВО НА ОДИН РОЗРЯД ТА ДОДАВАННЯ РЕЗУЛЬТАТУ ЗСУВУ З ІНШИМИ ОПЕРАНДОМ За отриманим індивідуальним завданням на курсову роботу необхідно синтезувати схему ОП, що реалізує дії над двома чотирьох розрядними двійковими операндами зсув одного з них вліво на один розряд та додавання результату зсуву з іншими операндом. Для цього потрібно синтезувати регістр, регістр зсуву, суматор і один вихідний регістр пам’яті. 2.1 Синтез регістра пам’яті Синтезуємо чотирьох розрядний регістр пам’яті на синхронних D-тригерах. Закон функціонування D-тригера:

Курсова робота Комп’ютерна схемотехніка

BlueFox_99

17.12.2017 13:12-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись