Другие предметы \ Схемотехника

Специализированный процессор для умножения мантисс двух чисел с плавающей запятой, страница 4

В данном проекте необходимо осуществлять сдвиги операндов и частичных произведений на 4 разряда. Чтобы сделать это за 1 такт необходимо разбить данные на группы, так чтобы каждый бит сдвигаемой тетрады находился в отдельном регистре. Таким образом для сдвига 24-х разрядного операнда необходимо применять 4 микросхемы вместо трех. Это приводит к увеличению аппаратных затрат, потребляемой мощности, но значительно (в 4 раза) ускоряет работу и так как основным условием является оптимизация по быстродействию, то применение данного способа сдвига вполне оправдано.

5.2.Описание работы управляющего автомата.

В данном проекте применен управляющий автомат на основе ПЗУ, счетчика, комбинационной схемы анализа адресов на выходе счетчика совместно с поступающими на нее условиями переходов и ПЗУ адресов переходов.

Управляющий автомат функционирует следующим образом:

– при включении питания устанавливается в 0 счетчик адресов ПЗУ (КР1533ИЕ7) и через время выборки адреса (35нс для КМ1608РТ1) на выходе ПЗУ появляется первое управляющее слово.

– когда на триггер (КР1533ТВ9) поступает с внешнего устройства сигнал STT (старт), то через время установки триггера в 1 и через время задержки распространения логического элемента КР1533ЛИ3 на тактовом входе регистра управляющего слова (КР1533ИР26) и на входе «прямой счет» счетчика адресов появится первый тактовый импульс, по которому в регистр запишется первое управляющее слово, а на счетчике уже появится адрес следующего, таким образом по одному перепаду будет выдано одно управляющее слово и начнется выборка следующего.

– когда на счетчике появляется состояние следующее за тем из которого должен произойти переход, и если есть условие перехода, то КС формирует сигнал разрешения параллельной загрузки счетчика из ПЗУ адресов переходов и на счетчике устанавливается новый адрес (адрес условного перехода) и из ПЗУ управляющих слов выбирается новое упраляющее слово.

– в данном управляющем автомате счетчик использует для счета все разряды, то есть последнее управляющее слово содержится в ПЗУ по адресу 1111,а так как счетчик опережает регистр управляющих слов, то он перейдет в исходное состояние прежде чем работа тактового генератора будет завершена сигналом

Е, последнего управляющего слова.

5.3.Протокол обмена информацией с внешней средой.

Так как в задании не указано в какой именно среде работает процессор, то можно предположить (так как процессор не вычисляет порядок произведения, а только произведение мантисс), что данный спец процессор является узлом более сложного устройства, то соответственно протокол обмена не должен быть слишком сложен (об этом же говорит требование к быстродействию процессора).

В данном проекте для обмена информацией служат два сигнала:

– первый это сигнал того, что данные на шине готовы-STT (т.е. сигнал СТАРТ);

– второй это сигнал окончания процесса вычисления-STP(сигнал СТОП)

Оба этих сигнала–сигналы низкого уровня. Сигнал STP (точнее его отсутствие) может так же указывать на то, что устройство занято, т.е. этот сигнал может служить сигналом занятости.

Основное требование к протоколу-это то, чтобы сигнал STT подавался не раньше чем через 52нс после включения питания, это связано с тем, что только по прошествии этого времени на выходе ПЗУ установится первое управляющее слово.

5.4.Краткое описание используемых микросхем и их параметры

В данном варианте реализации специализированного процессора, основная часть устройства проектируется на микросхемах серии КР1533. Однако, с целью уменьшения аппаратных затрат были использованы также микросхемы К589ИК03 и К556РТ11.

Гарантированные статические характеристики ИМС серии КР1533:

При C_нагр50пФ, R_нагр500Ом при t=(-10; +70)⁰C и U=50,5В.