Автор: Пользователь скрыл имя, 28 Марта 2013 в 18:02, реферат
Чаще всего данные сохраняются в регистре на время выполнения одной или нескольких машинных команд. Кроме хранения данных регистры могут выполнять и другие операции (поразрядные логические операции, сдвиг двоичного кода данных вправо или влево на заданное число разрядов). Основу регистра составляют триггеры, число которых равно разрядности хранимых данных. Триггер — это запоминающий элемент с двумя (или более) устойчивыми состояниями, изменение которых происходит под действием входных сигналов и предназначен для хранения одного бита информации, то есть логический “0” или логическую “1”.
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................3
1 НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕГИСТРОВ..........................5
1.1. Классификация по виду выполняемых микроопераций.......5
1.2. Классификация по способу приема и выдачи данных...........5
1.3. Классификация по количеству каналов передачи..................6
1.4. Прием информации в регистр с его установкой в «0» или без установки.........................................................................................6
1.5. Примеры логических операций на регистрах..........................8
2 СИНТЕЗ РЕГИСТРОВ СДВИГА.................................................................9
3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.........................................................................14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................18
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ...............................................................19
В соответствии с матрицей переходов JK–триггера следует записать 0 в столбце 6, а в столбце 7 – a0. Аналогично заполняются остальные строки таблицы 3.
Составленная по изложенной методике таблица 3 определяет функции возбуждения входов i–го триггера. Аргументы этих функций записаны в столбцах 1-4 таблицы 3.
Составленная по изложенной методике таблица 3 определяет функции возбуждения входов i–го триггера. Аргументы этих функций записаны в столбцах 1-4 таблицы 3. Необходимо отметить, что функции возбуждения JK-триггера являются не полностью определенными логическими функциями.
Представим функции
На диаграммах 8 и 9 коэффициенты a могут принимать произвольно значения 0 или 1. Минимальные ДНФ для функций qJi и qКi получаются в том случае, когда a6=a7=a11=a15=a0=a1=a8=a12=1, а остальные значения ai равны 0. В результате проведенного решения получим следующие выражения
Схема реверсивного регистра сдвига, построенная по полученным выражениям, приведена на рисунке 10.
3. Практическая часть
Задание. Провести синтез пятиразрядного многофункционального регистра сдвига на JK-триггерах со следующим законом функционирования: микрооперации сдвига, выполняемые регистром – влево на 4 разряда, затем вправо на 2 разряда; исходный код – 00011.
Число управляющих шин зависит от числа микроопераций сдвига (необходимо совершить 2 микрооперации, k=2): m=log2k=log22=1, т.е. нам понадобится одна шина управления.
Функции возбуждения i - го триггера принимает вид:
Так как структура регистра регулярна, достаточно получить выражения только для одного триггера.
Составим таблицу переходов i - го разряда регистра, где αi могут принять любое значение. В столбцаx 6 и 7 запишем функции возбуждения JK-триггеров:
Номер набора |
Время t |
Время t+1 |
Время t | ||||
x |
Qi+1 |
Qi |
Qi+3 |
Qi |
Ji |
Ki | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
α0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
α1 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
α2 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
α3 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
α4 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
α5 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
α6 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
α7 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
α8 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
α9 |
|
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
α10 |
1 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
α11 |
0 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
α12 |
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
α13 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
α14 |
1 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
α15 |
0 |
Представим функции
Минимальные ДНФ для функций Ji и Ki получаются в случае когда α6 = α7 = α11 = α15 = α0 = α1 = α8 = α12=1, а остальные значения αi равны 0.
В результате получим:
Таким образом, для построения требуемой схемы надо правильно соединить выходные сигналы Qi-4 и Qi+2 триггеров в логические схемы для функций Ji и Ki, и выходы этих схем с установочными J и K входами соответствующих триггеров.
Установка регистра в первоначальное состояние — 00011 — будет осуществляться путем подачи установочных сигналов на R и S входы триггеров. Для реализации данного задания используем D – триггеры. Характеристическое уравнение D – триггера имеет вид . Это уравнение показывает, что состояние триггера на -м такте работы равно входному сигналу в момент, предшествующий тактовому перепаду сигнала C. Схему получаем, как было сказано выше, из JK – триггера путем подключения к входу J входа K через инвертор .
Схемы, реализованные в Electronics Work Bench, представлены ниже. Здесь ключ «U» предназначен для установки в первоначальное состояние, «X» — сигналы с шины управления, «С» — тактовые импульсы.
Сдвиг на 2 вправо |
Сдвиг на 4 влево | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
(Сдвиг на 2 разряда вправо: 1 из 4-го разряда переходит в 1-й разряд в разрядной сетке, 1 из 5-го разряда переходит во 2-й разряд в разрядной сетке) |
(Сдвиг на 4 разряда влево: 1 из 4-го разряда переходит в 5-й разряд в разрядной сетке, 1 из 5-го разряда смещается на 4 разряда влево). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вывод: данный регистр является реверсивным, так как сдвиг осуществляется в обоих направлениях.
Заключение
В данном реферате были рассмотрены: назначение регистров, их разновидности – по виду выполняемых операций, по способу приема и передачи информации, по количеству каналов и по количеству тактов управления. Более детально были изучены регистры сдвига (реверсивные и нереверсивные), были приведены их функциональные схемы.
Источники информации
1. Горнец Н.Н. Организация ЭВМ и систем: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.Н. Горнец, А.Г. Рощин, В.В. Соломенцев – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия». – 2008. – 320 с.
2. Макоха А.Н. Дискретная математика: Учеб. пособие / А.Н. Макоха, П.А. Сахнюк., Н.И. Червяков – М.: ФИЗМАТ-ЛИТ. - 2005. - 368 с.
Информация о работе Порядок синтеза многофункционального регистра сдвига