Разработка и описание функциональной схемы цифрового устройства

Элементы данного микропроцессорного устройства

АЛУ - арифметико-логическое устройство, служит для выполнения совокупности арифметических и логических операций над данными, поступающими на его информационные входы А и В. Тип операции, выполняемой АЛУ, зависит от совокупности сигналов Yi, поступающих на его входы. Результат F обработки входных данных снимается с выхода АЛУ.

М1 - мультиплексор, позволяет подавать на вход переноса АЛУ либо сигнал с выхода триггера переноса Т1, либо произвольный бит переноса С.

М2 - мультиплексор, подключает к входу триггера Т2 либо младший, либо старший разряды слова, хранящегося в РС.

М3 - мультиплексор, используется для организации в РС различных видов сдвигов.

М4 - мультиплексор, с помощью которого выбирается признак ветвления вычислительного процесса.

М5 - мультиплексор, с помощью которого на вход АЛУ подаётся либо содержимое РС, либо - РР.

Т1 - триггер переноса.

Т2 - триггер, обслуживающий регистр сдвига.

РР - регистр результата, подключенный к выходам АЛУ и фиксирующий результат операции на требуемый интервал времени.

БР - буферный регистр.

РС - регистр сдвига.

РОН - регистры общего назначения, представляющие собой быстродействующее запоминающее устройство.

ШФ - шинный формирователь используется как буферное устройство шины данных.

ДН - детектор нуля формирует на выходе сигнал логической единицы при наличии нулевого результата операции АЛУ.

ТП - триггер признака генерирует сигнал в зависимости от сигнала, пришедшего на него.

Описание процесса типовой микрооперации:

Из внешнего устройства на вх/вых канал подается сигнал, который посылается на мультиплексор M5. С него идут сигналы на буферный регистр и регистр сдвига РС. С выходов БР и РС сигнал поступает на информационные входы арифметико-логического устройства АЛУ. Результаты обработки входных данных F идут на регистр результата РР, с которого происходит запись в регистры общего назначения РОН.

Дальше в зависимости от управляющего сигнала шинного формирователя ШФ, данные в нем либо проходят слева направо и выходят на внешнее устройство, либо связь между узлами разрывается и данные идут на мультиплексор M5, снова повторяя свой путь.

Так как АЛУ является комбинационным устройством, то для сохранения переноса до этапа сложения старших полубайтов, его необходимо запомнить. Для этого вводится триггер Т1. К нему присоединяется мультиплексор М1, который позволяет добавить на вход переноса сигнал с выхода триггера Т1, либо произвольный внешний бит переноса С.

Для дополнительного расширения функциональных возможностей вводится триггер Т2, связанный с РС. Он позволяет запоминать выдвигаемый из разряда регистра бит и далее, если это необходимо, осуществлять циклический сдвиг информации в РС. Применение данного триггера даёт возможность увеличивать на единицу разрядность обрабатываемых регистром данных. Мультиплексор М2 подключает ко входу триггера Т2 младший разряд слова, хранящегося в РС. Мультиплексор М3 используется для организации в РС различных видов сдвигов.

Детектор нуля ДН формирует на выходе сигнал логической единицы при наличии нулевого результата операции АЛУ. При отсутствии условных переходов на триггер признака ТП через мультиплексор М4 поступает сигнал логической единицы. Переход осуществляется по нулевому значению результата операции в АЛУ, либо по нулевым значениям старшего или младшего разрядов слова на выходе РР.

Читайте также

Проектирование мультивибратора на трёх логических элементах серии КМОП
Генераторы - специальные элементы цифровых устройств, предназначенные для формирования последовательности электрических сигналов различной формы. Генераторы обеспечивают работу цифровог ...

Проектирование модуля управления трехфазным асинхронным двигателем
В настоящее время создано множество схем управления двигателями переменного напряжения. При этом делается большой акцент на применение в этих схемах специальных унифицированных микросхем ...

Организация связи по оптическому кабелю магистрали Коченево-Мамонтово
Телекоммуникации являются основой развития общества. Постоянно растущий спрос, как на обычные телефонные, так и на новые виды услуг связи, включая услуги Интернет, предъявляет новые тре ...