Міністерства вищої та середньої спеціальної освіти РФ

МОСКОВСЬКИЙ ІНСТИТУТ радіотехніки, електроніки і АВТОМАТИКИ

Курсова робота

| Факультет | ВАВТ |
| Дисципліна | ЕОМ СКС |
| Студент | | |
| Спеціальність | 22.02 |
| Викладач | Каліш Г.Г. |

МОСКВА

квітня 1998

Технічне завдання

Розробити обчислювальний пристрій, що виконує наступні операції:

1. зміна знака числа
2. ділення чисел

Числа представлені у форматі з плаваючою точкою з розрядністю 18 +6.

Зміст

1. Технічне завдання 2

2. Зміст 3

3. Опис структурної схеми пристрою з її обгрунтуванням 4

4. Опис блок-схеми алгоритму виконання операцій і їїмікропрограмного реалізації. 6

5. Числові тестові приклади виконання операцій з поясненнями 10

6. Опис функціональної схеми пристрою. 11

7. Короткий опис принципової схеми 12

8. Висновок 13

9. Список літератури. 13

Опис структурної схеми пристрою з її обгрунтуванням

Структурна схема пристрою представлена на малюнку 1. Вона складається здвох частин. Перша частина схеми, до складу якої входять регістри Ao та Boі суматор, призначена для роботи з порядками чисел. Друга частина схеми,що складається з регістрів Am, Bm і Z, мультиплексора, суматора і компараторапризначена для роботи з мантиси чисел.

При виконанні операції ділення використовується два числа - A (ділене) і
B (дільник). Число A зберігається в регістрах Ao і Am відповідно порядок імантиса. Число B зберігається в регістрах Bo і Bm відповідно порядок імантиса.

На початку роботи ділене A заноситься в регістри: мантиса в регістр Amза допомогою сигналу Y3, порядок в регістр Ao - Y4, а дільник B: мантиса врегістр Bm (Y5), порядок в регістр Bo (Y6). Мантиса ділене A зсуваєтьсявліво шляхом косою передачі з регістра Am в суматор. Дільник B надходитьв суматор SM з регістра Bm в прямому або зворотному коди (Y9).
Додатковий код ділене утворюється в SM за рахунок подсуммірованіязворотного коду ділене B сигналом "1 SM" (Y10).

Цифри приватного Zi, що визначаються по знаку часткових залишків у регістрі
Am, фіксуються в реєстрі Z шляхом послідовного занесення їх вмолодший розряд регістра Z (Y7) і зсуву вмісту регістра Z (Y8).

Порядок приватного визначається вирахуванням порядків на SM шляхом подачізворотного значення близько дільника з регістра Bo і фіксації результату врегістрі Bo.

При виконанні операції зміни знаку використовується одне число. Числозаписується в регістр Bm (Y5) і подається на суматор SM в зворотному коді
(Y9) і записується в регістр Am (Y3) з попереднім подсумірованіемодиниці в суматорі (Y10).

Малюнок 1

Опис блок-схеми алгоритму виконання операцій і її мікропрограмного реалізації.

< br>Блок-схема виконання операцій представлена на малюнку 2.

На початку роботи гаситься вихідна готовність (Y14) і перевіряєтьсявхідна готовність (P1). Після отримання сигналу вхідний готовностіобнуляються регістри A o і Am (Y0), Bo і Bm (Y1) і Z (Y2). Далі перевіряєтьсякод операції (P2) для визначення подальших дій.

Операція зміни знаку числа - одна гілка.

Записуємо вихідне число в регістр Bm (Y5). Передаємо на SM йогозворотний код з подсуммірованіем одиниці молодшого розряду (Y10). Дані з SMзаписуємо в регістр Am (Y3). Після цього встановлюємо вихідну готовність
(Y13) і закінчуємо роботу.

Операція поділу чисел - гілка два.

Проводимо запис: мантиси ділемо в регістр Am (Y3), порядкуділемо в регістр Ao (Y4) і мантиси і порядку дільника в регістр Bm (Y5)і Bo (Y6) відповідно. Обчислюємо різниця порядків чисел шляхом додаванняпершого порядку з зворотнім кодом другий (Y11) і зберігаємо результат врегістрі Bo (Y6). Перевіряємо рівність дільника нулю (P3). Якщо дільникдорівнює нулю, то сигналізуючи про помилку аргументів і встановлюємо вихіднуготовність (Y13). Якщо дільник не дорівнює нулю, тоді поділ можливо іпочинається цикл порозрядного отримання мантиси приватного. На SM передаєтьсязрушені косою передачею у бік старших розрядів ділене і зворотний коддільника (Y9) з подсуммірованіем одиниці молодшого розряду (Y10). З виходу
SM частковий залишок заноситься в регістр Am (Y3). Цифра модуля приватногообчислюється як сума за модулем два знакових розрядів часткового залишку ідільника і заноситься у попередньо зсунуті на один розряд вліво (Y8)регістр Z (Y7). Перевіряємо лічильник чисел (P4). Якщо він не дорівнює нулю,продовжуємо цикл за визначенням розрядів приватного. Якщо лічильник дорівнює нулю,то ми визначили всі розряди приватного, і переходимо до нормалізаціїрезультату. Якщо число не нормалізовано (P6), то робимо зрушення Z всторону старших розрядів (Y8) і зменшення порядку (Y12). Післянормалізації числа встановлюємо вихідну готовність і закінчуємо роботу.

Для реалізації пристрою використовується керуючий автомат звиділеної адресної пам'яттю, його схема зображена на малюнку 3, у таблиці 1представлені стану його переходів, у таблиці 2 керуючі сигнали і втаблиці 4 описані префіксние функції.

Малюнок 2

| |
| ПЗУ А |
| Адреси | Умови | Код ПФ | Адреси |
| пам'яті | переходів | | переходів |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | P1 | 1 |
| | 1 | P1 | 2 |
| 2 | 0 | P2 | 4 |
| | 1 | P2 | 3 |
| 3 | 0 | 0 | 10 |
| 4 | 0 | P3 | 8 |
| | 1 | P3 | 12 |
| 5 | 0 | P4 | 6 |
| | 1 | P4 | 10 |
| 6 | 0 | P5 | 7 |
| | 1 | P5 | 8 |
| 7 | 0 | 0 | 9 |
| 8 | 0 | 0 | 9 |
| 9 | 0 | 0 | 5 |
| 10 | 0 | P6 | 11 |
| | 1 | P6 | 12 |
| 11 | 0 | 0 | 10 |
| 12 | 0 | 0 | * |

Таблиця 1

| Y0 | Обнулення регістрів Ao і Am |
| Y1 | Обнулення регістрів Bo і Bm |
| Y2 | Обнулення регістра Z |
| Y3 | Запис в регістр Am |
| Y4 | Запис в регістр Ao |
| Y5 | Запис в регістр Bm |
| Y6 | Запис в регістр Ao |
| Y7 | Запис розряду приватного в регістр Z |
| Y8 | Зрушення регістра Z в бік старших |
| | Розрядів |
| Y9 | Вибір операції в суматорі |
| Y10 | Подсуммірованіе 1 в суматорі |
| Y11 | Різниця порядків |
| Y12 | Зменшення порядку приватного в регістрі |
| | Bo |
| Y13 | Установка вихідний готовності |
| Y14 | Гасіння вихідний готовності |

Таблиця 2

Малюнок 3

| Функція | Значення |
| P1 | Вхідна готовність |
| P2 | Код операції |
| P3 | Ознака рівності 0 |
| | Дільника |
| P4 | Кінець поділу |
| P5 | Знак числа в регістрі Am |
| P6 | Ознака нормалізації |
| P7 | Знак числа в регістрі Bm |

Таблиця 3

На малюнку 4 представлена зв'язок керуючого автомата з операційнимавтоматом.

Малюнок 4

Числові тестові приклади виконання операцій з поясненнями

Нехай X = 11010111 * 23, Y = 1101 * 22. Знайти частка від ділення X/Y.

Всі дії виконуються у влаштуванні у наступній послідовності:

| | 0.1101111 | Прямий код ділене | Приватне |
| | | | X/Y |
| + | 1.0011 | Додатковий код дільника | |
| | 0.0000 | Залишок позитивний | 1 |
| | 0.0000 | Залишок зміщений вліво на один | |
| | | Розряд | |
| + | 1.0011 | Додатковий код дільника | |
| | 1.0011 | Залишок негативний | 10 |
| | 0.0111 | Залишок зміщений вліво на один | |
| | | Розряд | |
| + | 0.1101 | Прямий код дільника | |
| | 1.0100 | Залишок негативний | 100 |
| | 0.1001 | Залишок зміщений вліво на один | |
| | | Розряд | |
| + | 0.1101 | Прямий код дільника | |
| | 1.0110 | Залишок негативний | 1000 |
| | 0.1101 | Залишок зміщений вліво на один | |
| | | Розряд | |
| + | 0.1101 | Прямий код дільника | |
| | 1.1010 | Залишок негативний | 10000 |

Одночасно обчислюється порядок приватного наступним чином:

pc = px - py = 0.011 - 0.010 = 0.001

Опис функціональної схеми пристрою.

Функціональна схема пристрою представлена на малюнку 5.

Функціональна схема реалізує схему роботи з мантиси.

Використовуваний мультиплексор 2 (1 на вхід якого подається число впрямому і додатковому коді і в залежності від ситуації вибирається одне здвох чисел. У процесі роботи здійснюється контроль дільника на рівністьнулю, тому що використовується мультиплексор повинен мати стробіруемий вхід.

Суматор складає числа, які прийшли з виходу мультиплексора ірегістра Am, результат переписується в регістр Am, який запам'ятовує цечисло, зрушує його ліворуч в сторону старших розрядів і знову передає йогона суматор.

Так само старший розряд регістра подається на результуючийпослідовно паралельний регістр Z, в якому відбувається накопиченнярезультату. Після визначення результату, отримане число требанормалізувати і тому результуючий регістр крім послідовноговходу і паралельного виводу повинен здійснювати зсув числа ліворуч всторону старших розрядів.

Малюнок 5

Короткий опис принципової схеми

Принципова схема пристрою представлена на малюнку 6.

Два числа надходять на суматор, який їх підсумовує і передаєрезультат на регістр. Як суматора використовується мікросхема К555ІМ6,а як регістра К155ІР13 і К555ІР11 які відрізняються лишерозрядністю. Старший розряд регістра надходить на вхід результуючогопослідовно - паралельного регістра, в якому накопичуєтьсярезультат. У даній схемі в якості результуючого регістру використовуєтьсямікросхема К531ІР24.

Малюнок 6

Висновок

У цій роботі було розроблено обчислювальний пристрій,виконує наступні операції:

Знаходження абсолютного значення числа.
Ділення чисел у форматі з плаваючою комою.

Побудований алгоритм обробки чисел. Розписані керуючі сигнали іпрефіксние функції. За наявному даними побудована функціональна схемапристрою. Також була побудована принципова схема вказаній частиніладу, у якій були використані конкретні мікросхеми. Наведенотестовий приклад виконання операцій.

Список літератури.

1. Нешумова К.А. Електронні обчислювальні машини і системи. Москва,
«Вища школа», 1989.
1. Савельєв А.Я. Арифметичні та логічні основи цифрових автоматів.
Москва, «Вища школа», 1980.
1. Стрыгин В.В., Щарев Л.С. Основи обчислювальної, мікропроцесорної техніки і програмування. Москва, «Вища школа», 1989.
1. Довідник. Цифрові та аналогові інтегральні мікросхеми. Москва «Радіо та зв'язок», 1990.
1. Мальцев П.П. Довідник. Цифрові інтегральні мікросхеми. М. Радио и связь. 1994.
1. Шило В.Л. Популярні цифрові мікросхеми. М. Радио и связь. 1987.