Увага, Студент! При синтезі ТУ в таблицях внутрішніх станів пізнішебула виявлена помилка - два поля були заповнені невірно! Раджу вникнутипід все самому і виправити з усіма наслідками, що випливають (в результатіможуть змінитися рівняння і схема регістру). Мені вже просто лінькивиправляти тому все одно роботу здав (
Зміст:
Завдання на курсове проектування ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.2
Проектування синхронного зрушується регістр на JK -тригері ... ... ... ... .. стор.3
Синтез тригерній пристрою ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... стор.8
ЗАВДАННЯ
На курсове проектування з дисципліни «Організація ЕОМ та систем»
Спроектувати схему замовний ІС, що виконує функцію восьмирозрядногосинхронного зрушується регістр на JK-тригері.
Синтезувати тригерній пристрій у відповідності з обраним типомтригера.
1.Проектірованіе синхронного зрушується регістр на JK-тригері
Вибір типу виконуваної регістром операції здійснюється за допомогоюсигналів управління, кількість яких визначається за формулою y =] logK [
, Де К - кількість виконуваних операцій.
В даному випадку необхідно забезпечити виконання двох операцій:
- зрушення вліво на 3 розряду
- зрушення вправо на 3 розряду
Отже, потрібно один керуючий сигнал у.
На кожний з 8 розрядів проектованого регістра необхідно по одномутригери.
Опис всього регістру можна звести до опису поведінки одного i-горозряду цього регістра в слідстві регулярності його структури. Станцього розряду в наступний момент часу повністю визначаєтьсястаном розрядів i-3 і i 3, а також значенням керуючого сигналу у.
При у = 1 виконується зсув вліво i-3, а при у = 0 зсув вправо i 3.
Опис поведінки i-го розряду регістра звичайно представляється у виглядітаблиці, в лівій частині якої розташовані всі можливі станисигналів, що впливають на поведінку i-го розряду, а в правій частині - станi-го розряду після виконання операції зсуву і тип переходу, який прице має здійснити вихідний сигнал i-го розряду.
Умовні позначення можливих типів переходів змінної Qiпредставлені в таблиці 1:
| | | | Умовне |
| Значення | Значення | Тип | позначення |
| момент часу | момент часу | переходу | переходу? Qi |
| t | t 1 | | |
| 0 | 0 | 0 -> 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 -> 1 |? |
| 1 | 0 | 1 -> 0 |? |
| 1 | 1 | 1 -> 1 | 1 |
Опис поведінки i-го розряду наведемо у вигляді таблиці 2:
| Номер | Моменти часу | Тип звернення |
| стану | | |
| я | |? Qi |
| | T | t 1 | |
| | Y | Qi-3 | Qi | Qi 3 | Qi | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |? |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |? |
| 4 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |? |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |? |
| 8 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |? |
| 12 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |? |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |? |
| 14 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |? |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 16 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
У даній таблиці тип переходу? Qi определячется значеннями Qi в моментичасу t і t 1. Дані таблиці № 2 дозволяють представити опис роботирегістра у вигляді карти Карно для чотирьох змінних:
? Qi
у · Qi-3
| Qi · | 00 | 01 | 11 | 10 |
| Qi 3 | | | | |
| 00 | 0 | 0 |? | 0 |
| 01 |? |? |? | 0 |
| 11 | 1 | 1 | 1 |? |
| 10 |? |? | 1 |? |
Оскільки типи переходів вихідного сигналу тригера повністю визначаютьсязначеннями вихідних сигналів, то, підставивши замість типів переходів від? Qiзначення вхідних сигналів можна побудувати карту Карно, що описує логікуформування вхідних сигналів тригера, який виконує функції i-горозряду проектованого регістра згідно з таблицею 3:
|? Qi | JKTУ |
| | J | K |
| 0 | 0 | X |
| 1 | X | 0 |
|? | 1 | X |
|? | X | 1 |
Використання різних типів тригерів призводить до формуваннявідрізняються один від одного карт Карно, що описують вхідні сигнали цихтригерів. У нашому випадку розглянемо схемних реалізацію на базі JK -тригерній пристрою. У результаті заміни типів переходів? Qi навідповідні значення вхідних сигналів одержуємо карти Карно, що описуютьповедінка вхідних сигналів JK-тригера.
Ji
у · Qi-3
| Qi · | 00 | 01 | 11 | 10 |
| Qi 3 | | | | |
| 00 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 01 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 11 | X | X | X | X |
| 10 | X | X | X | X |
Ki
у · Qi-3
| Qi · | 00 | 01 | 11 | 10 |
| Qi 3 | | | | |
| 00 | X | X | X | X |
| 01 | X | X | X | X |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | 1 | 1 | 0 | 1 |
_
Ji = y · Qi 3 + y · Qi-3
__ _ __
Ki = y · Qi-3 + y · Qi 3
_ ___ _ ___
Ji + Ki = y · Qi 3 + y · Qi-3 + y · Qi-3 + y · Qi +3 = 1
Перекладаємо Ji = y · Qi 3 · y · Qi-3
__ _ ___
Ki = y · Qi-3 · y · Qi 3
_
Ki = Ji
Схема має вигляд:
Щоб отримати вираз, що описує логіку формування сигналів навході тригера, використовуємо рівняння: Ji = y · Qi 3 + y · Qi-3, де i =
1 .. 8, причому якщо результат підстановки i виявиться менше або рівним нулю,то до результату слід додати максимальне (в даному випадку 8)кількість розрядів в проектований регістрі, якщо ж результат виявитьсябільше максимальної кількості розрядів (тобто 8), то з нього слідвідняти це максимальне число.
_
J1 = y · Q4 + y · Q6
J2 = y · Q5 + y · Q7
J3 = y · Q6 + y · Q8
J4 = y · Q7 + y · Q1
J5 = y · Q8 + y · Q2
J6 = y · Q1 + y · Q3
J7 = y · Q2 + y · Q4
J8 = y · Q3 + y · Q5
Схема зрушується регістра, побудованого за отриманими виразами виглядаєнаступним чином:
2.Сінтез тригерній пристрою.
Вихідними даними для проектування є функція зовнішніх переходівтригера та умови перемикання вихідного сигналу тригера по відношенню досинхросигналами С.
Таблиця зовнішніх переходів JK-тригера:
| K | J | Q | Qn 1 |? Qi |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |? |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |? |
| 1 | 1 | 0 | X | X |
| 1 | 1 | 1 | X | X |
Визначимо обмеження на зміни вхідних сигналів С, J, K.
- при зміні С, сигнали J і K не повинні змінюватися
- при С = 1, сигнали J і K не можуть змінюватися одночасно
- при С = 0, ніякі обмеження на зміну J і K не накладаються
-- одночасна зміна С, J і K не допустимо.
Опис роботи тригера наведемо у вигляді таблиці внутрішніх станів
JK-тригера:
| № | Стани вхідних сигналів C, J, K | Q |
| стану | | |
| я | | |
| 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | | | 1 | (1) | (1) | (1) | (1) | 2 | 2
| (1) | (1) | 0 | | 2 | - | - | 3 | 3 | (2) | (2) | - | - | 0 | | 3 | (3) | (3 ) | (3) | (3)
| (3) | 4 | 4 | (3) | 1 | | 4 | - | 1 | 1 | - | - | (4) | (4) | - | 1 | |
Відповідно з графом заповнюємо подвійну карту Карно:
CJK y1y2 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | | 00 | 00 | 00 | 00 | 00 | 01
| 01 | 00 | 00 | | 01 | - | - | 11 | 11 | 01 | 01 | - | - | | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11
| 10 | 10 | 11 | | 10 | - | 00 | 00 | - | - | 10 | 10 | - | |
Звідси, отримуємо дві карти Карно та рівняння для y1 і y2 :
CJK y1y2 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | | 00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0
| 0 | 0 | | 01 | X | X | 1 | 1 | 0 | 0 | X | X | | 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | | 10 | X
| 0 | 0 | X | X | 1 | 1 | X | | y1 = y1 · y2 + y1 · C · K + y2 · C · J
CJK y1y2 | 000 | 001 | 011 | 010 | 110 | 111 | 101 | 100 | | 00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1
| 0 | 0 | | 01 | X | X | 1 | 1 | 1 | 1 | X | X | | 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | | 10 | X
| 0 | 0 | X | X | 0 | 0 | X | | _ _ _ _
_ _ y2 = y1 · C · J + y1 · y2 · J · K + y1 · y2 · J + y1 · J · K
Схема JK-тригерній пристрою має вигляд:
---------------------- - i-3
i-2
i-1
i
i 3
i 2
i +1
