Проектирование электрической принципиальной схемы процессора для вычисления произведения двух чисел с плавающей запятой, страница 5


Для хранения результата из D-триггеров ( ТМ8 ) и логики И-ИЛИ-НЕ составим регистр для хранении результата, с функциями запись, сдвиг влево вправо на один такт синхронизации на четыре ( рис.1).

Запись осуществляется по положительному перепаду синхроимпульса и высоком уровне на входе S0, Сдвиг вправо S1 высокий уровень, влево S2, при этом на других входах установлен низкий уровень, иначе на выходах информация не будет верной.


Рис.1 Сдвиговый регистр. Для   сравнения   чисел   в   серии   КР1533,   есть   четырехразрядная   схема сравнения  СП1.  В автомате используются в двух случаях.  Для определения меньше и равно. В обоих случаях на вход сравнения надо подать высокий уровень, а на входы больше, меньше низкий, В случае удовлетворения условия на выходе меньше или равно появится высокий уровень.

5.2 Проектирование схемы управляющего автомата.

Существует много  схем  тактирования  операционного     автомата. Остановимся   на  наиболее  простой  -  счетчик,  организующий  составляющую адреса ПЗУ, Адрес - ПЗУ шестизначное слово. Четыре бита со счетчика ИЕ7 и два бита, сигнализирующие о начале умножения и нормализации. Для этих целей используются два D-триггера с дополнительными входами R и S.


Процесс умножения занимает более шестнадцати тактов и поэтому разделен на два: подготовка чисел и умножение.

X2

X1

Q3

Q2

Q1

Q0

- Адресное слово

На управляющий автомат приходят условия, вырабатываемые операционным автоматом, который после их обработки выдает управляющие воздействия, поступающие на узлы операционного автомата. Поэтому определим  назначение и количество    управляющих воздействий  и условий. Данная информация представлена в нижеследующей таблице.

Воздействие

Назначение

Активный уровень

YO

BF1, снятие состояния

Низкий

Y1

Запись в T1, T2, T3

Высокий

Y2

Запись в СТ1,СТ2,СТЗ

Высокий

Y3

Счет СТ1,С'Г2,СТЗ

Высокий

Y4

S0, S1, RG1

Y5

Y6

Запись в RG 1

Высокий

Y7

Синхронизация RG2

Высокий

Y8

Сдвиг вправо

Высокий

Y9

Сдвиг влево

Высокий

Y10

Разрешение записи

Высокий

Y11

Окончание счета

Высокий

Таким образом, нам необходима микросхема ПЗУ ёмкостью 64 слов. Выберем микросхему КР556РТ2 с временем выборки менее 35нс и разрядностью выходного поля 4, В качестве элементов, в которых запоминаются управляющие слова, триггер ТМ9. Данный триггер характерен малым временем предустановки информации относительно фронта тактирующего


импульса. В  качестве счетчика  выбрана, микросхема КР1533ИЕ7,    имеющая асинхронный вход сброса в 0 и малое время задержки распространения - 17 нс.

В ПЗУ необходимо прошить управляющие воздействия в соответствии с таблицей, приведённой в приложении. Разрядность слова в - 12, для этого необходимо использовать 3 микросхемы ПЗУ. Схема тактируется импульсами длительностью - 30 нс.


6. Описание работы автомата,

В ниже следующей таблицу приведены значения, ограничивающие процессор по частоте и минимальному времени выполнения операции умножения.