Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 220100 дневного и вечернего обучения

Скачать 0.91 Mb.

Название	Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 220100 дневного и вечернего обучения
страница	5/13
Дата публикации	22.06.2014
Размер	0.91 Mb.
Тип	Методические указания

literature-edu.ru > Курсовая работа > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Таблица микроопераций

Микрооперации		Обозначение управляющих сигналов	Управляемый ФЭ	Номер такта
Обозначение	Содержание	Обозначение управляющих сигналов	Управляемый ФЭ	Номер такта
y1	RG1:=(IDB)	C1	RG1	1
y2	RG2:=0	C2	RG2	1
y3	RG3:=(RG1)-(RG2)	C3	RG3	2

Таблица

Признаки результатов

Обозначение	Логическая функция	Разряд	Пояснения
ZF	RG4(1)RG4(2)…RG4(24)	1	у_к=0
OF	SM(0)+SM(1)	2	Переполнение сумматора
SF	SM(0)	3	sign(y_k)

Таблица

Логические условия

Обозначение	Логические условия	Пояснения
Х1	OF=/=0	Переполнение
Х2	CT=0	Конец цикла
Х3	W=0	Конец условия

Таблица

Параметры вариантов

Вариант схемы	Период t_D_П		W	К_Э
Вариант схемы	В числе тактов	Значение, нс	W	К_Э
1-й вариант	9 tc	450	13	-0.005
2-й вариант	8 tc	400	14	0.06
..............	.....	.....	….	……..

Колонка К_Э (значение частного критерия) заполняется на следующем этапе.

При выполнении этого этапа можно воспользоваться рекомендациями /3-6/.

Э3. Выбор оптимального из рассмотренных вариантов производится по результатам выбора элементной базы ОU и структур функциональных элементов, что позволяет в конечном итоге определить или выбрать значение t_C.

Для выбора элементной базы операционной части препроцессора учитывается: 1) основной состав функциональных элементов; 2) требования по быстродействию и потребляемой мощности.

Структуры схем функциональных элементов вначале выбираются несложные, с невысоким быстродействием. Например, сумматор строится с последовательным переносом, умножитель на БИС матричного типа и т.д. И только после того как определены временные параметры полученных схем и сделаны выводы, что их значения не позволяют построить схему, соответствующую заданным значениям Т_ЗД и t_D, переходят к более сложным схемам. Например, сумматор строится по схеме с параллельным переносом, а умножитель - на БИС ПЗУ или по конвейерной схеме включения БИС умножителей.

Определив таким образом схемы функциональных элементов, выполняющих наиболее длительные операции, определяется период синхросигнала:

t_с= t_п+ t_сс,
где t_п - время паузы синхросигнала; t_сс - длительность синхроимпульса. При этом должны выполнятся условия:

t_п  t_кс; t_ссt_рг,

где t_кс - максимальное время задержки в комбинационной схеме, включенной между двумя соседними регистрами, t_рг - время записи информации в регистр.

Для выбора оптимального варианта можно использовать частный критерий

(4)

вычисляя его по данным табл.3, для каждого варианта, где W_max - число функциональных элементов, соответствующее наиболее сложному варианту .

Выбирается вариант с большим значением К_э .

Э4. После того как определены структуры основных функциональных элементов операционной части препроцессора переходят к разработке и синтезу принципиальных схем всех остальных ее функциональных элементов.

При синтезе схем операционных элементов (сумматоров, вычитателей, умножителей, сдвигателей и т.п.) в основном решаются следующие задачи:

построение схемы требуемой разрядности на микросхемах невысокой разрядности (до 4-х);
организация требуемых режимов работы;
проверка соответствия нагрузки, подключаемой к выходам микросхемы, нагрузочной способности соответствующего выхода и при необходимости их согласование.

Решения этих задач подробно рассматривались на лекциях по курсу "Схемотехника ЭВМ". С ними также можно ознакомится по литературе /6-10/.

Выбор микросхем производится с учетом их временных параметров, поскольку параметры синхросигнала определены, и с учетом потребляемых токов .

При выборе микросхем нужно следить:

чтобы время записи в регистры было меньше принятой длительности синхросигнала t_cc;
чтобы длительность выполнения микроопераций в комбинационных элементах не превышала бы длительности паузы синхросигнала t_п.

При этом если эти условия выполняются для большой части типов микросхем, выбираются такие микросхемы, которые обладают меньшим потребляемым током. Использование этого принципа позволяет обеспечить высокое качество проектирования в смысле критерия (1,2,3).

Применение же микросхем с большим быстродействием, чем требуется, во-первых, удорожает схему, во-вторых, создает лишние проблемы, вызванные повышенной крутизной фронтов сигнала: появление отражений сигнала при несогласованности линий связи с входными или выходными сопротивлениями элементов и т.п.

При разработке принципиальных схем функциональных элементов рассматриваются несколько вариантов, из которых выбирается наименее сложный.

При выполнении этого этапа следует использовать справочную литературу [6,7].

В пояснительной записке приводятся принципиальные схемы и их описание всех функциональных элементов.

Для функциональных элементов требующих при их разработке выполнения синтеза приводится подробная процедура синтеза. К таким функциональным элементам относятся, например, комбинационные схемы нестандартного вида, формирователи сигналов и др.

Проверка согласования схем по нагрузочной способности производится путем расчетов коэффициентов объединения К_о и коэффициентов разветвления К_р. При К_о/К_р >1 в схему включаются буферные элементы с повышенной нагрузочной способностью, например, передатчики сигналов или используются микросхемы с открытым коллектором. Для схем с большими значениями К_о используется разветвление цепей на группы, чтобы внутри каждой группы выполнялось условие К_о/К_р<1. Выходы групп объединяются буферном элементом. Расчеты приводятся в ПЗ.

На заключительной стадии этапа определяются векторы управляющих сигналов для каждого такта работы операционной части и временная диаграмма их выдачи.

Э5. На основе результатов предыдущего этапа выполняется синтез блока микропрограммного управления MPCU. В некоторых случаях этот этап может отсутствовать, например при конвейерной структуре операционной части препроцессора.

Вначале определяется структура микрокоманд (рис.4).

1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . q	1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . p
операционная часть	адресная часть

Рис.4. Структура микрокоманд

Разрядность операционной части q определяется общим числом управляющих сигналов. Адресная часть служит для формирования адреса следующей микрокоманды (АСМК) с учетом кода условий. Число разрядов адресной части обычно составляет

p = m + s ; m = log₂N_m; s = log₂N_v,

где N_m - общее число микрокоманд; N_v - число вариантов формирования АСМК.

В общем случае структура MPCU (рис.5) состоит из двух блоков: формирователя АСМК (AMIF) и блока хранения микрокоманд (MIM). AMIF содержит преобразователь начального адреса I/A, выполненный на ПЗУ и предназначенный для преобразования Ins в адрес первой микрокоманды микропрограммы, соответствующей данной Ins; INC, MUX и MXCU, которые служат для формирования АСМК в зависимости от кода адресной части данной микрокоманды и кода условий CC; RGMIA. MIM содержит ПЗУ микрокоманд (ROMMI) емкостью N_mx(q+p); (q+p)-разрядный регистр микрокоманд (RGMI), предназначенный для хранения кода очередной микрокоманды.

Определив параметры функциональных элементов MPCU (N_m,q,m,s) и выбрав соответствующую элементную базу составляются принципиальные схемы функциональных элементов MPCU.

Э6. По результатам выполнения этапов Э4, Э5 составляется таблица состава элементов (табл. 7)

Таблица

Состав элементов

Функциональный элемент	Тип микросхем	Тип корпуса	Время задержки, нс	Количество корпусов	Посадочное место		Потребляемый ток
Функциональный элемент	Тип микросхем	Тип корпуса	Время задержки, нс	Количество корпусов	Размеры, мм	Площадь, мм²	Ток/корпус, мА	Общий ток, мА
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Всего				n_ИС		S_ПМ		I_П

Рис.5. Структура MPCU: AMIF - формирователь АСМК; MIM – блок хранения микрокоманд; INC - инкрементор; MXCU - схема управления мультиплексором MUX; C - тактовый сигнал; I/A – преобразователь кода команды в начальный адрес микропрограммы; RGMIA – регистр адреса микрокоманды; ROMMI - ПЗУ микрокоманд; RGMI – регистр микрокоманды

Разбиение схемы устройства на ТЭЗы производится при

(5)

при использовании микросхем со штыревыми выводами или при

(6)

при использовании микросхем с планарными вводами и при двустороннем их размещении на плате, где S - суммарная площадь посадочных мест для всех микросхем схемы; S_п - площадь платы, используемая для размещения микросхем ; а - коэффициент, учитывающий потери полезной площади на промежутки между посадочными местами: а = 0,6...0,85. Значение коэффициента a зависит от степени разнотипности размещаемых корпусов микросхем. При однотипных корпусах а = 0,85.

Полезная площадь S_п определяется размерами платы за вычетом периферийных зон. При использовании платы 233,4х160 размер полезной площади составляет 203,4х140 мм (периферийные зоны имеют соответственно ширину 10,10,10,20 мм).

Разбиение схемы на ТЭЗ производится по одному из двух способов: функциональному или поразрядному. В первом случае на ТЭЗах размещаются функционально законченные узлы или наборы взаимосвязанных функциональных элементов (ФЭ). Во втором случае на ТЭЗах размещаются функциональные узлы меньшей разрядности, при этом ТЭЗы оказываются почти идентичны друг другу, что повышает технологичность конструкции.

Достоинством первого способа является меньшее количество межплатных связей, что высвобождает часть контактов разъема для резервирования отдельных контактов с целью повышения надежности разъемного соединения .

Результаты разбиения представляются в таблице (табл. 8.)

Разработка принципиальных электрических схем ТЭЗов заключается в решении следующих задач:

проверка согласованности выходных цепей микросхем по нагрузочной способности и согласование их при необходимости;
подключение неиспользуемых элементов и неиспользуемых входов, подключение логических "единиц" к требуемым входам;
определение значений фильтрующих емкостей и выбор типов конденсаторов;
выявление опасных "состязаний сигналов" (критических состояний) и рисков сбоев;
верификация схемы и получение временной диаграммы работы ТЭЗа;
разработка проверяющего и диагностирующего тестов для ТЭЗ;

Таблица

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

	Методические указания к выполнению контрольной работы №1 для студентов... Статистика: методические указания к выполнению контрольных работ для студентов специальности 1-25 01 07 «Экономика и управление на...		Методические указания и контрольные задания для студентов специальности... Методические указания содержат тематический план, программу курса, задания и методические указания к выполнению контрольных работ,...
	Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов... Курсовой проект предназначен для приобретения навыков по схемотехническому проектированию несложных цифровых устройств. Проект выполняется...		Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов... Методические указания содержат перечень тем и примерные планы курсовых работ по дисциплине «Анализ хозяйственной деятельности», а...
	Методические указания по изучению курса для студентов дневного и... Г-83 арм финансиста. Методические указания по изучению курса для студентов дневного и заочного отделений специальности 050104 / Донецк:...		Методические указания и контрольные задания к выполнению контрольных... Методические указания содержат программу курса, контрольные вопросы по темам курса, контрольные задания и методические рекомендации...
	Методические рекомендации по выбору варианта контрольной работы Экономика организации (предприятия) : контрольные задания и методические указания к выполнению контрольных работ №1 и №2 для студентов...		Методические рекомендации по выбору варианта контрольной работы Экономика организации (предприятия) : контрольные задания и методические указания к выполнению контрольных работ для студентов специальности...
	Методические указания по выполнению курсового проекта Выполнению работы предшествует всестороннее изучение теоретического и практического материала, отраженного в рекомендуемых к изучению...		Методические указания по обучению студентов технических университетов... Методические указания предназначены для студентов факультета ибм, обучающихся по специальности «Менеджмент»

Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 220100 дневного и вечернего обучения

Таблица микроопераций

Логические условия

Переполнение

Параметры вариантов

Вариант схемы

Похожие: