-
Практическая часть
-
Задание на проектирование АЛУ
Вариант 1-23
Разработать арифметико-логическое устройство, реализующее операции алгебраического сложения/вычитания и конъюнкции и отображающее признаки результата: OV – признак арифметического переполнения, и Z – признак нулевого результата. Тип управляющего автомата – программируемая логика, различные форматы для операционных микрокоманд и микрокоманд перехода, принудительная адресация.
-
Проектирование операционного автомата АЛУ
-
Форматы входных, выходных и внутренних переменных,
-
с которыми оперирует АЛУ
Исходные данные (операнды) поступают в
формате 16-разрядных двоичных чисел с
фиксированной запятой, представленных
в прямом коде
,
,
причем нулевой разряд является знаковым
и запятая фиксирована после знакового
разряда. В логических операциях положение
запятой и знак игнорируются, операции
выполняются над 16-разряднвми двоичными
векторами. Результат операции должен
быть представлен в той же форме:
.
,
,
- модули чисел;
OV – признак арифметического переполнении;
Z – признак нулевого результата;
F- тип выполняемой операции (1- алгебраическая; 0- логическая);
F* - тип алгебраической операции (1- вычитание; 0- сложение).
-
Гса выполняемых операций и объединенная гса
– ситуация переполнения в дополнительном
коде.
ГСА алгоритма сложения/вычитания в дополнительном коде представлена на рисунке 2.1.
ГСА конъюнкции представлена на рисунке 2.2.
Объединенная ГСА представлена на рисунке
2.3. 
III
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
конец
Рисунок 2.1. Граф-схема алгоритма сложения/вычитания в дополнительных кодах
начало
0
1
0
конец
Рисунок 2.2. Граф-схема алгоритма конъюнкции
1
VII
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
VIII
Конец
0
n=n-1
H
E
1
Рисунок 2.3. Объединенная граф-схема алгоритма
-
Структурная схема операционного автомата алу
Включим в состав операционного автомата следующие элементы:
-
Два шестнадцатиразрядных регистра Рг А и Рг B для хранения входных операндов с возможностью сдвига своего содержимого вправо
-
Шестнадцатиразрядный регистр Рг С для размещения результата операции с возможностью сдвига своего содержимого вправо.
-
Шестнадцатиразрядные регистры Рг D, Рг E, Рг F для временного хранения результата.
-
Четырехразрядный счетчик Сч.
-
4 шестнадцатиразрядных двоичных сумматора.
-
Триггер Тг OV для хранения признака переполнения разрядной сетки.
-
Триггер Тг Z для хранения признака нулевого результата.
-
Схемы сравнения на «равно единице» разрядов
,
значений F, F*
и OV. -
Четыре логических элемента «не».
Структурная схема операционного автомата представлена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4. Структурная схема операционного автомата АЛУ
-
Список микроопераций, реализуемых в операционном автомате
Таблица 2.1. Список микроопераций, реализуемый в ОА
|
Микрооперация |
Действие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C=D |
|
|
OV=1 |
|
|
D=C |
|
|
|
|
|
Z=1 |
|
|
Z=0 |
|
|
OV=0 |
|
|
n=n-1 |
|
|
|
|
|
|
