Проектирование электрической принципиальной схемы процессора для вычисления произведения двух чисел с плавающей запятой

В курсовом проекте необходимо спроектировать электрическую принципиальную схему процессора для вычисления произведения двух чисел с плавающей запятой. Метод: ускоренный анализ по четыре.

Система счисления - двоичная.

Число разрядов операндов - четырнадцать: 1 - 8 мантисса, 0 знак мантиссы , 9-12 порядок, 13 знак порядка.

В качестве основной элементной базы используются ИМС ТТЛ серии КР1533,

Основной критерий проектирования - быстродействие.

Содержание

1. Введение

2. Описание алгоритма

3. Выбор варианта реализации

4. Проектирование функциональной схемы

4. 1 Формат данных         и протокол обмена с внешним устройством

4.2 Описание функциональной схемы

5. Проектирование принципиальной схемы

5.1 Проектирование операционного автомата 5.2 Проектирование управляющего автомата

6. Описание работы автомата

6.1 Описание управляющего автомата

6.2 Описание алгоритмической части автомата.

7. Расчет резисторов

8. Расчет конденсаторов групповой и индивидуальной развязки

9. Расчет быстродействия и потребляемой мощности

10. Выводы

11. Список литературы

12. Приложение 1        Прошивка ПЗУ

13. Приложение 2         Перечень элементов

I. Введение

Одно из главных направлений работы по ускорению научно – технического прогресса широкая автоматизация технологических процессов на основе автоматизированных станков, машин и механизмов, унифицированных модулей оборудования, робототехнических комплексов и вычислительной техники. В этих целях ускоряется создание гибких автоматизированных производств, систем автоматизированного проектирования, обеспечивающих существенный рост производительности труда и резкое снижение доли ручного труда, повышение технического уровня, выпускаемой продукции, сокращение сроков и улучшение качества проектных и конструкторских работ.

Построение ЭВМ на основе микропроцессорных БИС позволяет уменьшить стоимость микроЭВМ, сравнимых по своим параметрам       с ранее созданными ЭВМ, в 10000 - 100000 раз, по габаритным размерам - в 10000 раз, по мощности потребления - в 1000000

Микропроцессор - программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное в виде одной или нескольких интегральных схем с высокой степенью интеграции электронных элементов,

Производительность микропроцессоров непрерывно возрастает по мере совершенствования микроэлектронной технологии и архитектуры.

Чтобы увеличить производительность процессоров, используют их реализации в  многокристальных, а также в секционных, многокристальных микропроцессоров.

Многокристальные микропроцессоры можно получить в том случае, когда производится разделение логической схемы  процессора на отдельные функционально-законченные  части,  каждая из  которых  реализуется   в виде отдельной схемы.

В настоящее время, широкое распространение получило применение специализированных процессоров в самых разнообразных системах обработки

информации, начиная от микропроцессорных,  систем и заканчивая высокопроизводительными многопроцессорными вычислительными комплексами.  Причиной  столь широкого применения является достижение спецпроцессорами максимальной производительности, благодаря определенной направленности на решение конкретной задачи или узкого круга задач.

В программах решения различных задач умножения встречаются довольно часто. Поэтому методам выполнения умножения, его ускорению иррациональному построению множительных средств уделяется большое внимание.

По времени выполнения операции умножения относят к длинным операциям. Так, затраты времени на умножение двух чисел в прямом коде оценивается следующей формулой (при последовательном анализе результатов):

Анализируя   приведенную   формулу   можно   наметить   следующие   пути сокращения времени умножения: уменьшение затрат на сдвиг и суммирование операндов; уменьшение количества слагаемых в формуле, то есть уменьшение разрядов множителя. В приведенном ниже автомате используются все эти способы: аппаратные - применяется монтажный сдвиг; сумматор с ускоренным переносом.

Логические - осуществляют умножение в шестнадцатеричной системе (на 4 разряда множителя).

Существует несколько методов умножения на несколько разрядов:

•    анализ двух разрядов множителя

•    анализ четырех разрядов

•  анализ произвольного количества разрядов в соответствий с заданием остановимся на методе анализа четырех разрядов множителя.