Методические указания к лабораторным работам по курсу "Схемотехника эвм" Под редакцией Ю. М. Смирнова (стр. 1 из 7)

МнщюфЗ$ю1ар высшего и среднего специального образования СССР

Московское ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и

ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана

, Жирков В.Ф., Хартов В.Я.

Утверждены редсоветом МВТУ

ИСДВДСВАВИВ «УВКЦИОНШШХ УЗЛОВ ЭВМ

Методические указания к лабораторным работам по курсу "Схемотехника ЭВМ"

Под редакцией Ю.М. Смирнова

Москва 1985

Данные методические указания

ньг.! nmv.au, Баесмзтреян в одобрены______

т. в учебно-методиче-

тодэтеской комиссией «акиатета Н 19,1 ским управлением 06.02.85 г.

Рецензент к.т.н. доц. А.В. Меньков

имени Н.Э. Баумана

Цель лабораторного практикума - закрепление теоретического материала путем экспериментального макетирования и исследования типовых узлов ЭВИ, а также развитие навыков по их сборке, наладке и проверке функционирования с помощью измерительной аппаратуры. В данных методических указаниях приведены необходимые для выполнения работ теоретические сведения, методика оценки параметров узлов теоретическим :< ?"■ .^лериментальным способами, варианты заданий, a tl же конкретно? указания по порядку выполнения каждой работы.

Лабораторным исследованиям предшествует самостоятельная проработка студентами теоретической части методических указаний к данной лабораторной работе. Результаты работ оформляются а виде отчетов по установленной форме.

Редактор Н.Н.Филимонова

Корректор Л. И.Малютина

Заказ 954. Объем 2,25п.л.(2,25 уч.-изд.л.) Тираж 300 экз.

Бесплатно. Подписано к печати Ю.06.85 г. План 1985 г., # 36. Типография МШУ. 107005, Москва, Б-5, 2-я Бауманская, 5. <

Работа * I. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕШИФРАТОРОВ

Цель работы - изучение принципов построения и методов синтеза дешифраторов; макетирование и экспериментальное исследование дешифраторов.

В процессе самостоятельной подготовки к работе необходимо ознакомиться с теоретическими сведениям! и подготовить по каздо-му пункту раздела "Задание и порядок выполнения работы" расчетные и теоретические материалы, выполнить синтез десятичного дешифратора и составить схемы исследуемых дешифраторов. Перед началом работы предъявить преподавателю рабочие материалы для проверки" и обсуждения. После выполнения работы кавдый студент обязан представить преподавателю аккуратно офорлленныж отчет.

Продолжительность работы - 4 часа.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Дешифратором называется комбинационный узел, преобразузкцкй каждый набор двоичных входных сигналов в информационный с;:гкал на выходе, соответствующем эточу набору.

Количество выходов дешифратора равно числу разрешенных наборов входных сигналов. В дешифраторе с п входами и /< выходами Х'$2^п.

Дешифратор, имеющий *?" выходов, называется полным, при меньшем числе выходов - неполным.

Наборам двоичных входных сигналов дешифратора можно поставить в соответствие /7 -разрядные двоичные числа. Если выходы дешифратора обозначить буквами h (/' = с,'/, <?,..., к - / = г "- /) , то информационный сигнал появляется на том выходе, у которого значение индекса J (т.е. номер выхода) равно двоичному числу, образованному набором входных сигналов. Таким образом, дешифратор"" преобразует поданный на его входы код числа с выдачей .информационного сигнала на один из выходов.

В ЭВМ дешифраторы применяются дал преобразования кодов операций в управляющие сигналы, для преобразования адресов ячеек памяти в сигналы выборки ячеек при записи и считывании информации из них, д^дЯ переключения каналов в многоканальных коммутаторах электрических сигналов и т.д.

функционирование дешифратора описывается системой логичес-Ех функций:

(2)

(I)

где я, (£*Qf,2,..:, n-fj - входные переменные (сигналы;; ¹/j{/=Qf,2,...,K "-/J - внходы дешифратора. Основными параметрами дешифраторов являются:

а) количество входов и выходов;

б) входные и выходные напряжения и токи 0 и I: Т^. ,

в} коэффициент разве .^злек:"=г по выходу К/вол \

г) напряжение статической помехи С^_лсГ;

д) потребляемая мощность Oar (или чя»Тпот );

е) времена задержки распространения сигнала при включении
и выключении, характеризующие быстродействие дешифратора. ■- -

Параметры б, в, г дешифратора определяются аналогичными параметрами логических элементов, на которых они строятся.

Быстродействие и потребляемая мощность зависят как от используемой элементной база, так и от способа построения схемы дешифратора.

Существуют три основных способа построения дешифраторов: линейный, пирамидальный, ступенчатый.

Линейный дешифратор строится непосредственно s соответствии о системой функций (I) и состоит из «?" конъюнкторов с /7 входами кавдый..

Для /7 = 3 система функций (I) и таблица истинности дешифратора (табл. I) имеют следующий вид:

Таблица I

Электрическая функциональна-: схема и услокгое графическое изображение дешифратора приведены соответственно на рис. I и 2. Назначение W -входа будет пояснено ниже. В данном дешифраторе каждый набор входных сигналов преобразуется в сигнал I на соответствующем выходе. При атом на.остальных выходах действуют сигналы 0. Такой дешифратор называется дешифратором с прямыми выходами.

При построении дешифратора ва элементах И-НЕ реализуется система функций:

Такой дешифратор называется дешифратором с инверсными выходами. Его условное обозначение приведено ва рис. 3.

Иге. 2 Рис. 3

Время задеряии распространения сигнала в линейной дешифраторе равно времени задержки распространения сигнала в цепи последовательно р шченных. влся,:?\.1п И (И-НЕ) и инвертора.

Питакидальный дешифратор строится на основе последовательной (каскадной) реализации выходных функций. Сналача реализуются конъюнкцш. двух переменных:

На втором этапе реализуют все конъюнкции трех переменные путем логического умножения каждой ранее полученной, конъюнкции двух переменных на переменную А_г (Л_г) :

Далее каядуо из полученных выше конъюнкций трех переменных умножают на /}₃ (Я*,) в т.д. Таким образом на кавдом следующем этапе получают вдвое больше конъюнкций, чем на предыдущем г,тале.

Пирамидальные дешифраторы независимо от числа чх входов строятся на основе только двухвходовых конышкторов. Величина '*"-коэффициента разветвлении конмшкторов по выходу равна двум.

функциональная схема пирамидального дешифратора для /7 = 3 приведена на рис. 4.

Для построения пирамидального дешифратора на п входов требуется «? (-2^п-2) двухвходовых конъюнкторов. Количество последовательно включенных элементов равно (г>- /) . Так как' время задержки распространения сигнала в дешифраторе в (i~/) раз больше времени задержки распространения сигнала в коньюнкторе, быстродействие такого дешвЦатора оказывается низким при п »/_тПоэтому в настоящее время такие дешяйаторн находят ограниченное примене. ле. 6 ■: ...^: >"■■■■■ , •: ■-.: ..