Проектирование операционного устройства (стр. 2 из 9)
Количество блоков равно количеству слов с памятью, то есть необходимо четыре блока.
Связь между блоками (регистрами) осуществляется при передаче информации из блока в блок или при занесении информации извне.
Входными сигналами в операционный автомат являются сигналы из управляющего автомата, они дают команду на выполнение микроопераций над словами. Выходными сигналами из операционного автомата являются значения логических условий, которые в свою очередь поступают на входы управляющего автомата.
Тогда с помощью данных из таблиц 1, 2, 3, 4 можно составить структурную схему операционного автомата, которая представлена на рис. 1.2.1.
 | |||
 | |||
 | |||
Рис. 1.2.1.
2. Разработка функциональной схемы операционного автомата
2.1. Синтез блока П
Для синтеза комбинационной схемы каждого разряда необходимо четко знать какие микрооперации выполняются в блоке, какие логические условия вычисляются в нем и какие поля выделены. Это видно из таблицы 4.
Тогда можно приступать к синтезу комбинационной схемы разрядов каждого поля, но так как разряды каждого поля обрабатываются одинаково, то можно синтезировать только один разряд из соответствующего поля.
Синтез поля П(1).
Над этим полем выполняются несколько микроопераций, поэтому синтез осуществляется на каждом поле отдельно, а потом эти результаты объединяются. То есть будут составляться функции возбуждения триггера для каждой микрооперации, а далее эти функции объединяются в функцию окончательного результата путем выполнения операции дизъюнкции функций возбуждения, полученных для каждой микрооперации. Это возможно, так как над одним и тем же полем одновременно может выполняться только одна микрооперация. Все эти условия распространяются и на все другие поля всех блоков.
y1:
П(1):=0
Можно составить каноническую таблицу переходов автомата (табл. 5).
Табл. 5
| t | t+1 | t | |
| П(1) | П(1) | J | K |
| 0 | 0 | 0 | 0Ú1 |
| 1 | 0 | 0Ú1 | 1 |
Из табл. 5 можно написать функцию возбуждения для триггера по входам J и K.
J=0,
K=1.
y7:
П(1):=1
Можно составить каноническую таблицу переходов автомата (табл. 6).
Табл. 6
| t | t+1 | t | |
| П(1) | П(1) | J | K |
| 0 | 1 | 1 | 0Ú1 |
| 1 | 1 | 0Ú1 | 0 |
Из табл. 6 можно написать функцию возбуждения для триггера по входам J и K.
J=1,
K=0.
Теперь можно написать общий вид функции возбуждения поля П(1).
Логическая схема поля П(1) будет выглядеть так, как показано на рис. 2.1.1.
 |
Рис. 2.1.1.
2.2. Синтез блока С
В блоке С выделено несколько полей, соответственно синтез будет производиться для каждого из них отдельно.
Поле С(1).
y1:
С(1):=0
Таблица и функции аналогичны таблице 5 и функциям для микрооперации y1 над полем П(1).
J=0, K=1.
y2:
С(1):=P(1), где P(1) – перенос в первый разряд из второго.
Так как р поле С(1) было обнулено при микрооперации y1, то в таблице 7 можно рассматривать только наборы, где С(1)=0.
Таблица 7
| t | t+1 | t | ||
| С(1) | P(1) | С(1) | J | K |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0Ú1 |
| 0 | 1 | 1 | 0Ú1 | 1 |
Дополнив функцию на невозможных наборах, получаются следующие выражения функций возбуждения.
J=P(1),
K=1.
Функция P(1) будет найдена при синтезе поля С(2), так как она зависит от значения самого поля, переноса в этот разряд и значения слагаемых, сумма которых записывается в разряд С(2).
y3:
В этой микрооперации все аналогично таблице 7, то есть
J=P(1), K=1.
y6:
С(1):=0
Таблица переходов аналогична таблице 5, значит сразу известны выражения для J и K.
J=0, K=1.
y4:
C(1):=C(1)+P(1)
J=P(1)
K=P(1)
Окончательный результат синтеза поля С(1) может быть представлен в виде:
Логическое условие:
x3=С(1).
Логическая схема поля С(1) будет выглядеть так, как это показано на рис. 2.2.1.
 |
Рис. 2.2.1.
Данной схеме можно сопоставить условное изображение "черного ящика", то есть известно, что на входе и, что на выходе. Эта схема представлена на рисунке 2.2.2.
 |
Рис. 2.2.2.
Поле С(2).
y2:
С(2):=1+P(2)
Можно перейти к булеву выражению этого разряда
С(2)=
Соответственно таблица функций (табл. 8) возбуждения будет выглядеть так:
Таблица 8
| T | t+1 | t | |||
| С(2) | P(2) | С(2) | P(1) | J | K |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0Ú1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0Ú1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0Ú1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0Ú1 | 1 |
Из данной канонической таблицы необходимо написать выражения функций J, K, P(1).
y3:
Абсолютно аналогично y2:
y6:
С(2):=P(2)
Соответственно таблица функций (табл. 9) возбуждения будет выглядеть так:
Таблица 9
| T | t+1 | t | |||
| С(2) | P(2) | С(2) | P(1) | J | K |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0Ú1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0Ú1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0Ú1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0Ú1 | 0 |
Из данной канонической таблицы необходимо написать выражения функций J, K, P(1).
y8:
С(2):=А(1)
Таблица аналогична таблице 9, только столбец P(2) заменяется на А(1). А функции выглядят так:
y4:
C(2):=C(2)+P(2)
J=P(2)
K=P(2)
P(1)=P(2)C(2)
Составляются результирующие функции возбуждения элемента памяти и переноса в старший разряд, а также выражение функции логического условия.