Разработка блока управления спец. компьютера

Московский государственный институт электроники и математики (Технический университет) Курсовая работа " Разработка блока управления спец. компьютера" по курсу "Схемотехника ЭВМ" Вариант 10 Выполнил: Студент группы С-61 Москва 2010 Содержание … 2 Аннотация … 3 Постановка задачи … 4 Анализ современного состояния интегральных схем … 6 Введение … 9 Разработка принципиальной схемы генератора чисел … 10 Проектирование JK-триггера …. 10 Проектирование счётчика и преобразователя кода … 14 Проектирование схемы памяти … 18 Проектирование регистров … 21 Проектирование схемы сравнения … 21 Проектирование D-триггера … 24 Разработка схемы блокировки … 26 Анализ технических параметров … 28 Выводы по работе …. 29 Список литературы … 30 Аннотация Ключевые слова Схема, блок управления, спец-ЭВМ, схемотехнический базис, логический базис, КМОП, генератор чисел, память, программируемая логическая матрица, регистры, счётчик, преобразователь кода, блокировка, сравнение, задержка, потребляемая мощность, триггер, дизъюнктивная бистабильная ячейка, вентиль, команда, логические цепи, информация.

Краткое

Содержание

Содержание В данной курсовой работе осуществляется поэтапное проектирование блока управления спец-ЭВМ. Среди этапов выделены: • проектирование генератора чисел; 1. проектирование выбранного для реализации триггера; 2. проектирование счётчика; 3. проектирование преобразователя кода; • проектирование памяти; • Проектирование регистровой части; 1. проектирование схемы сравнения; 2. проектирование схемы блокировки; После каждого из этапов проектирования осуществляется тестирование с помощью программы T-Spice Pro v02. Также с помощью выбранной программы из графиков определяются технические параметры (задержка, потребляемая мощность). После осуществляется анализ технических параметров разработанного блока управления спец-ЭВМ.

Постановка задачи

компьютером, по алгоритму, который описывается схемой: Формат команды:... В ПЛМ (или другой схеме памяти) на 4 входа и 10 выходов записана следу... Массивы минтермов: M1 = (0,2,З,5,7,8,10,12) М2 = (6,7,8,13,14,15) М3 =... …. Постановка задачи. Разработать блок управления спец.

Анализ современного состояния интегральных схем

КМОП (К- МОП; комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полу... Схемы КМОП в 1963 изобрёл Фрэнк Вонлас (Frank Wanlass) из компании Fai... Долгое время КМОП рассматривалась как энергосберегающая, но медленная ... Сейчас эта проблема в основном решена, но при монтаже КМОП-микросхем р... Анализ современного состояния интегральных схем.

Введение

Введение Специализированная часть реализована следующим образом: Генератор чисел построен на синхронных JK/R триггерах.

Память выполнена на ПЛМ. Регистры построены на D триггерах.

Разработка принципиальной схемы генератора чисел

Проектирование логической части генератора чисел A = (1,2,3,6,8,4,3,12... Проектирование JK/R – триггера. C R J K Qn Qn+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ... № минтерма Q3n Q2n Q1 n Q0 n Q3n+1 Q2 n+1 Q1 n+1 Q0 n+1 F3 J3 K3 F2 J2... Разработка принципиальной схемы генератора чисел.

Проектирование схемы памяти

Проектирование схемы памяти № X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 M11 M6 M8 M9 M12 M14 M5 M4 M1 M2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 3 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 4 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 5 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 6 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 7 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 8 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 9 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 10 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 11 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 12 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 13 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 14 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 15 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 Y1 Y2 Y3 Y4 1   1   1 1  1      1 1 1 1  1 1   1  1   1 1  1 1    1   1   1 1  1      1  1  1 1   1 & #61655; 1  Y5 Y6 Y7 Y8  1 1 1  1  1 1 1 1 1  1   1  1  1  1       1  1  1 1  1      1  1 1    1   1  1 1 1 1       Y9 Y10 1     1 1    1 1 1 1 1    1      1 1 1 1 1    . Проектирование схемы сравнения Y1 Y2 S1 S2 C2 C3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0     1 1 1 1  1  1 1  1      1 1 1 1  1  1 1  1  С2 С3 . Проектирование D – триггера C D Qn Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Полученные графики. Проектирование схемы блокировки.

C Q F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Схема блокировки работает следующим образом. Когда на вход С подается 1, регистр открыт по выходу, когда 0 – закрыт Полученные графики. Функциональная схема регистра со схемой блокировки Анализ технических параметров Общая задержка схемы = задержка на генераторе чисел + схема памяти + схема сравнения + схема регистра со схемой блокировки.

Общая потребляемая мощность схемы = мощность генератора чисел + мощность схемы памяти + схема сравнения + схема регистра со схемой блокировки.

Выводы по работе

Выводы по работе В процессе выполнения курсового проекта были решены следующие основные задачи: 1. Проработан теоретический материал по принципам работы основных устройств ЭВМ и различным САПР. 2. Был выбран схемотехнический базис для реализации устройств с учетом параметров технического задания. 3. Изучен словарный метод синтеза схем. 4. Разработано устройство управления спец-ЭВМ в соответствии с конкретным заданием. 5. Проверенна правильность работы разработанных схем и всего устройства в целом.

Список литературы

Список литературы 1. Схемотехника ЭВМ. Методические указания по выполнению лабораторной “Проектирование и моделирование программируемых логических матриц (ПЛМ) с использованием программы TANNER T-SPICE PRO ” по курсу “Схемотехника ЭВМ”. / Моск. гос. ин-т электроники и математики; Сост.: Н. К. Трубочкина.

М 2007, 28с. 2. Схемотехника ЭВМ: Метод. указ. к курсовому проекту / Моск. гос. ин-т электроники и математики; Сост.: В.С. Жданов, Н.К. Трубочкина, Л.Е. Захарова, М 1997. 36с. 3. Трубочкина Н.К. Схемотехника ЭВМ. Учебное пособие – Моск. гос. ин-т электроники и математики.

М 2008 257с. 4. Схемотехника ЭВМ. Методические указания по выполнению лабораторной “Моделирование МОП и КМОП схем с помощью программного пакета TANNER T-SPICE PRO” по курсу “Схемотехника ЭВМ”. / Моск. гос. ин-т электроники и математики; Сост.: Н.К. Трубочкина.

М 2007, 19с. 5. http://chernykh.net/content/view/646/ 6. http://www.kit-e.ru/articles/circuit/200 7_4_196.php.