Lucrare de curs la analiza și sinteza dispozitivelor numerice

INTRODUCERE

În ultimul timp microcalculatoarele capătă o răspândire tot mai largă în domeniile dirijării automate şi în diverse sisteme automatizate. Calculatoarele au devenit de neînlocuit. De aceea a apărut o necesitate strictă de proiectare a unităţilor de calcul, care vor îndeplini anumite operaţii. În fiecare calculator au loc o mulţime de operaţii logice şi aritmetice, care sunt îndeplinite de microprocesor. În proiectul dat am făcut sinteza automatelor de comandă şi celor operaţionale pentru îndeplinirea operaţiei de înmnulţire a două numere în virgulă mobilă începînd cu biţii cei mai putin semnificativi a inmulţitorului cu deplasarea produsului intermediar la dreapta. Orice sistem de calculatoare este alcătuit din registre - elemente secvenţiale pentru păstrarea şi deplasarea informaţiei într-o oarecare direcţie, numărătoare (elemente secvenţiale destinate numărării impulsurilor), care la rândul său sunt formate din bistabile. Unele şi aceleaşi bistabile pot fi folosite ca parte componentă a registrelor şi numărătoarelor concomitent. Astfel de elemente sunt numite elemente multifuncţionale.

În lucrare este pusă problema sintezei elementului multifuncţional a registrului - numărător invers modulo 10 şi deplasarea informaţiei la stinga, şi a automatului operaţional şi de comandă care ar înmulţi două numere.

În primul capitol este descrisă modalitatea de înmulţire a două numere în virgulă mobilă şi elaborarea algoritmului de înmulţire începînd cu biţii cei mai putin semnificativi a inmulţitorului cu deplasarea produsului intermediar la dreapta. Pentru îndeplinirea înmulţirii a două numere cu virgulă mobilă procedăm în felul următor:

La început se adună puterile numerelor. După aceea se înmulţesc mantişele lor prin metoda de înmulţire începînd cu biţii cei mai putin semnificativi a inmulţitorului cu deplasarea produsului intermediar la dreapta. După efectuarea înmulţirii se face normalizarea rezultatului. La următorul pas se face descrierea algoritmului de înmulţire a numerelor în virgulă mobilă.

În capitolul doi este descris automatul operaţional. Orice dispozitiv numeric al calculatorului conţine două componente de bază:

 Automatul Operaţional;

 Automatul de Comandă;

Funcţiile Automatul Operaţional sunt următoarele:

• Este destinat memorării cuvintelor în calculator;

• Îndeplineşte operaţii aritmetice şi logice;

• Transmite cuvintele dintr-o componentă în alta;

Fiecare operaţie în Automatul Operaţional se îndeplineşte în baza unui set de micro-operaţii într-o ordine strict definită, pentru a iniţializa îndeplinirea unei micro-operaţii se folosesc semnalele de comandă. Pentru efectuarea sintezei Automatului Operaţional se stabileşte lista elementelor funcţionale din componenţa Automatului Operaţional.

Pentru fiecare operand care trebuie prelucrat în Automatul Operaţional se rezervă câte un registru în care se va păstra acest operand, dacă pentru prelucrarea operaţiilor este nevoie de deplasarea la stânga sau la dreapta a conţinutului registrului atunci aceste registre trebuie să asigure realizarea acestei micro-operaţii. În acest capitol este descris funcţionarea automatului operaţional, modalitatea de alegere a componentelor lui.

În capitolul trei este descris automatul de comandă care dirijează Automatul Operaţional. Automatele de Comandă sunt destinate generării semnalelor de comandă în momentele şi succesiunile necesare, îndeplinirii micro-operaţiei a Automatului Operaţional pentru realizarea micro-programului necesar. Fiecare micro-operaţie are semnalul ei de comandă. Componenţa şi conexiunea între semnalele de comandă depinde de problema care trebuie rezolvată cu ajutorul Automatului Operaţional respectiv. Automatul de Comandă are o componenţă restrânsă şi o structură tipică care cuprinde următoarele componente: CLC (circuit logic combinaţional) la intrările căruia se aplică semnalele informaţionale iar la ieşirea CLC – ului vom avea semnalele de comandă şi un set de bistabile. Acest capitol conţine informaţie privitoare formarea listei semnalelor de comandă, codificarea stărilor automatului şi a algoritmului.

Capitolul patru conţine informaţie privitoare la elementul multifuncţional, care este făcut în baza bistabililor JK, şi în special sinteza acestui element. În calculatoarele numerice foarte des se utilizează elementele care în acelaşi timp îndeplinesc mai multe funcţii din acest considerent ele se numesc multifuncţionale. De cele mai dese ori sunt cumulate funcţiile registrelor şi a numărătoarelor, aceasta se face în cazul când unele şi aceleaşi bistabile sunt parte componentă ale unui numărător şi registru.