Разработка управляющей части автомата для сложения двух чисел с плавающей запятой в дополнительном коде с помощью модели Мура

    Дисциплина: Программирование
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Разработка управляющей части автомата для сложения двух чисел с плавающей запятой в дополнительном коде с помощью модели Мура

    Содержание
    Стр.
    Задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
    1й раздел. Разработка машинного алгоритма выполнения операций . . . . . . . . . . . . . . . 3
    1.1.
    Построение алгоритма операций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    1.2.
    Пример выполнения сложения, оценка погрешности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
    2й раздел. Разработка ГСА и функциональной схемы ОА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
    2.1. Разработка ГСА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    . . . . . . . . .5
    2.2. Построение функциональной схемы ОА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    3й раздел. Разработка логической схемы управляющей части автомата . . . . . . . . . . . . .8
    3.1. Составление таблицы переходов-выходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    3.2. Граф автомата Мура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    3.3. Построение функций возбуждения входов триггеров и логической схемы . . . .10
    4й раздел. Оценка времени выполнения микропрограммы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
    Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
    Задание
    Разработать управляющую часть автомата для сложения двух чисел с плавающей запятой в дополнительном коде с помощью модели Мура. Логическую схему реализовать в базисе «И-НЕ» на
    D-триггерах.
    Раздел 1. Разработка машинного алгоритма выполнения операции.
    Шаг 1. Сравнить порядки чисел A и B. Вычислить разность порядков чисел. Если
    14, то выдать число A и закончить выполнение. Если
    -14, то выдать число B и закончить выполнение. Если 0
    lb D
    то сдвинуть мантиссу числа B на
    разрядов вправо. Если 0
    то сдвинуть мантиссу числа А на
    разрядов вправо. Порядок ответа равен большему порядку.
    Шаг 2. Сложить мантиссы по правилам ДК.
    Шаг 3. Проверить условие нормализации
    Если оно не выполняется, сдвинуть сумму на один разряд вправо, к порядку результата прибавить единицу и перейти к п. 5.
    Шаг 4. Циклически проверять условие нормализации
    Если оно не выполняется, сдвинуть сумму на один разряд влево, от порядка результата отнять единицу.
    Шаг 5. Проверить сумматор порядков на переполнением. Если возникло переполнение, установить флаг №1. Если возникла ошибка типа «машинный ноль», установить флаг №2.
    Блок-схема имеет следующий вид.
    СМП(0)
    СММ:=РгВ(0:15);
    СМП:=РгВ(16:21)
    СММ:=РгА(0:15);
    СМП:=РгА(16:21)
    СМП
    ]=-14
    СМП:=РгА(16:21)
    РгВ(16:21)
    СМП
    ]=14
    РгА:=А; Рг
    :=В; СММ:=0;
    F1:=0; F2:=0
    Начало
    СМП
    СМП
    РгА(0:15);
    СМП:=
    СМП
    РгВ(0:15);
    СМП:=
    СМП
    СМП:=РгВ(16:21)
    СМП:=РгА(16:21)
    СММ:=РгА(0:15)+РгВ(0:15);
    F1:=
    СМП(0)
    СММ
    СМП:=
    [СМП]+1
    СММ
    СМП:=
    [СМП]-1
    СМП(0)
    СМП(0)
    F1:=0;
    F2:=1
    F1:=0
    F1:=1
    Конец
    Рассмотрим пример выполнения операции.
    При сдвиге мантиссы числа В получается погрешность, равная:
    Раздел 2. Разработка ГСА и функциональной схемы ОА.
    Регистры РгА и РгВ имеют 22 разряда: биты 0-1 – знак числа, биты 2-15 – мантисса, бит 16 – знак порядка, бит 17-21 – порядок. Сумматор мантисс СММ имеет следующую структуру: биты
    0-1 – знак, биты 2-15 – мантисса. Сумматор порядков СМП имеет следующую структуру: бит 0 – знак, биты
    -5 – порядок. Используются два одноразрядных регистра в качестве флагов переполнения F1 и машинного нуля F2. Типы слов, используемых в микропрограмме, представлены в
    таблице.
    Тип
    Слово
    Пояснение
    A(0:21)
    Первое слагаемое
    B(0:21)
    Второе слагаемое
    PrA(0:21)
    Регистр А
    PrB(0:21)
    Регистр В
    CMM(0:15)
    Сумматор мантисс
    CMП(0:5)
    Сумматор порядков
    F1(0)
    Флаг переполнения
    F2(0)
    Флаг машинного нуля
    Список микроопераций и логических условий представлен в таблице.
    РгА:=А
    T0T4
    T0T1
    РгА(16)T0
    РгВ:=В
    РгА(16)
    РгВ(16)
    СММ:=0
    T0=0
    F1:=0
    СМП=0
    F2:=0
    СМП:=РгА(16:21)+
    РгВ(16:21)+1
    СММ:=РгА(0:15)
    F1T0
    СМП:=РгА(16:21)
    СММ:=РгВ(0:15)
    СМП:=РгВ(16:21)
    РгА(0:15):=R1(РгА(0).РгА(0:15))
    СМП:=СМП+1
    РгВ(0:15):=R1(РгВ(0).РгВ(0:15))
    СМП:=СМП-1
    СММ:=РгА(0:15)+РгВ(0:15)
    F1:=СМП(0)
    СММ:=R1(СММ(0).СММ(0:15))
    СММ:=L1(СММ(0:15).0)
    F1:=1
    F2:=1
    Ti – разряды СМП, Zi – разряды СММ. Условия X5 и X6 соответствуют условиям
    в блок-схеме.
    ГСА имеет вид:
    Начало
    Y1, Y2, Y3, Y4, Y5
    Y7, Y8
    Y9, Y10
    Y11, Y12
    Y13, Y14
    Y15, Y16
    , Y12
    , Y1
    , Y2
    Конец
    Функциональная схема ОА имеет вид:
    X5, X6
    СММ
    СМП
    РгВ
    РгА
    Раздел 3. Разработка логической схемы управляющей части автомата.
    Каждое состояния автомата кодируется двоичным числом, равным индексу данного состояния. Например, b12 = 1100. Таблица переходов-выходов имеет вид:
    Код ABCD
    Исх. сост.
    Входной набор
    Выходной набор
    След. сост.
    0000
    0001
    Y1…Y5
    0010
    0010
    X1X2
    0010
    0010
    X3X4
    0010
    0010
    X2X4
    0011
    Y7 Y8
    0100
    Y9 Y10
    0101
    Y11 Y12
    0101
    Y11 Y12
    0110
    Y13 Y14
    0110
    Y13 Y14
    0111
    1000
    1001
    Y15 Y16
    1001
    X5X6
    Y15 Y16
    1001
    X6X8
    Y15 Y16
    1001
    Y15 Y16
    1010
    Y17 Y12
    1010
    Y17 Y12
    1011
    Y18 Y14
    1011
    Y18 Y14
    1011
    X6X8
    Y18 Y14
    1100
    1101
    1110
    Y4 Y20
    Граф автомата Мура имеет вид:
    Из таблицы переходов-выходов можно вывести выражения для выходных сигналов:
    Из графа автомата Мура выводятся выражения для сигналов возбуждения триггеров:
    Заменим комбинации ABCD на Bi (например, B12 = A
    D) и будем минимизировать выражения в скобках.
    Теперь осуществим переход в базис «И-НЕ».
    Раздел 4. Оценка времени выполнения микропрограммы.
    Временной граф имеет следующий вид.
    Начало
    104/256
    152/256
    108/256
    148/256
    Конец
    В графе имеются три цикла: 8-9, 11-12, 17-21. Будем считать, что количество итераций циклов 8-9 и 11-12
    равно 5, а цикла 17-21 – 3. Таким образом, время выполнения циклов 8-9 и 11-12, имеющих по две вершины, равно 10, а цикла 17-21 – 6. Теперь рассчитаем вероятности
    выполнения каждой вершины, заменив циклы вершинами: 8-9 – Ц1, 11-12 – Ц2, 17-21 – Ц3.
    Заключение.
    В результате проделанной работы построена управляющая часть операционного автомата, который умеет складывать числа с плавающей запятой. В ходе работы
    приобретены навыки практического решения задач логического проектирования узлов и блоков ЭВМ. Логическая схема автомата, построенная в базисе «И-НЕ», содержит
    элемента «И-НЕ», один дешифратор и 4
    -триггера. В ходе вычисления оценки времени выполнения микропрограммы было определено, что операция сложения двух чисел с плавающей запятой выполняется в среднем в течение 11
    тактов.
    Язык: Русский
    Скачиваний: 145
    Формат: AutoCAD, DWG/DXF, Microsoft Word
    Размер файла: 388 Кб
    Автор:
    Скачать работу...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


    Добавить комментарий
    Старайтесь излагать свои мысли грамотно и лаконично

    Введите код:
    Включите эту картинку для отображения кода безопасности
    обновить, если не виден код



ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены