Проектирование принципиальной схемы процессора для вычисления функции sin(j) методом «цифра за цифрой»

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                        Стр.

1.Введение........................................................................................... 3

2.Постановка задачи и описание алгоритма................ 4

2.1.Рекурентные соотношения метода «цифра за цифрой»......... 5

2.2. Формулы приведения функции sin(j)....................................... 5

3. Выбор варианта реализации................................................ 6

4. Проектирование функциональной схемы................... 8

4.1. Описание работы функциональной схемы............................. 9

5. Проектирование принципиальной схемы................. 12

5.1. Описание работы принципиальной схемы........................... 14

6. Краткое описание используемых микросхем и их параметров...................................................................................... 16

7. Расчет аналоговых цепей................................................... 20

7.1. Расчет резисторов установки логической «1»..................... 20

7.2. Расчет резисторов для ИМС с открытым коллектором....... 20

7.3. Расчет конденсаторов индивидуальной развязки.............. 20

7.4. Расчет схемы сброса при включении питания..................... 21

7.5. Кварцевый генератор................................................................. 21

7.6. Расчет потребляемой мощности............................................. 21

8. протокол связи с внешним устройством.................. 22

9. СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА.................................... 22

Список Литературы...................................................................... 26

Приложение 1................................................................................... 27

Приложение 2................................................................................... 33

приложение 3................................................................................... 35

1.Введение

Широкое применение специализированных процессоров характерно в настоящее время для самых разнообразных систем обработке информации, начиная от микропроцессорных систем и заканчивая высокопроизводительными многопроцессорными вычислительными комплексами. Во всех таких случаях спецпроцессоры, будучи ориентированы на решение определённого класса задач, позволяют добиться максимальной производительности в рамках используемой элементарной технологической базы. Их применение, например в качестве математического сопроцессора в ЭВМ семейства IBM, намного повысило быстродействие этих систем за счёт освобождения основного процессора от выполнения рутинных математических вычислений. Кроме того спецпроцессоры применяются и в традиционных областях - системах управления, работающих в реальном масштабе времени. Специализированные процессоры служат для решения узкого круга задач. Они применяются в качестве автономных вычислителей, контроллеров и т.д.

Специализированные процессоры реализуются в  трех видах :

1.  Программные специализированные процессоры.

2.  Микропрограммные специализированные процессоры.

3.Аппаратные специализированные процессоры.

Остановимся на аппаратных процессорах.

Их достоинства :

1) Высокая степень параллельности за счёт введения дополнительного оборудования.

2) Минимальное количество пересылок между регистрами и ОЗУ.

3) Максимальное быстродействие.

Недостатки аппаратных процессоров :

1) Отсутствие гибкости, присущей программным средствам (‘Жесткая логика’).

2) Ощутимое увеличение габаритов при усложнении процессора.

В настоящее время эти три типа процессора в чистом виде встречаются редко, чаще применяется какая-либо их комбинация.

Выбор типа специализированного процессора связан с методами, алгоритмами вычислений и структурой организации основного процесса.

В данном курсовом проекте рассмотрен пример аппаратного специализированного процессора для вычисления тригонометрической функции SIN(X).

2.Постановка задачи и описание алгоритма

Задание: необходимо спроектировать принципиальную схему процессора для вычисления функции sin(j) методом «цифра за цифрой». Оптимизировать схему по быстродействию. Разрядность равна 24. Вычисления производятся в коде ДК, на выходе процессора данные представляются в ДК и дополнительно указывается знак результата (то есть, если необходимо сменить знак результата, то, знак на который необходимо поменять –указывается отдельно ).

Вычисление любой элементарной функции по методу «цифра за цифрой» сводится к выполнению двух этапов.

На первом этапе аргументы элементарных функций, заданные n –разрядным двоичным кодом в позиционной системе счисления и  являющиеся правильными дробями, т.е. числами , представляются либо сходящимся произведением, содержащим в общем случае n комплексных членов вида , либо суммой n слагаемых одного из следующих видов: .

Искомым на данном этапе является набор операторов x_i для которых могут быть выбраны два рода значений: 0 и 1 или –1 +1. В первом случае говорят об итерационном процессе со знакопостоянными шагами, во втором –со знакопеременными шагами. [2]