Спецпроцессор

 

      Анализируя  МКО, можно сделать вывод, что  микросхемы регистра должна работать как в режиме параллельной записи информации (с АЛУ и с выходов регистра R3), так и в режиме сдвига право на 1 разряд (у9).

      На  информационные входы регистра подаются сигналы с мультиплексора MS2.

      Остальные регистры R1, R2, R3 реализованы на микросхемах К555ТМ8. Ввиду того, что разрядность операндов – 8 бит, то для реализации регистра необходимы 2 такие микросхемы. Приведем краткое описание микросхемы К555ТМ8. Условно-графическое обозначение микросхемы изображено на рисунке 6.

Рисунок 3 - УГО К555ТМ8

      Микросхема  представляет собой 4 D триггера с прямыми и инверсными выходами и предназначена для создания устройств памяти широкого применения.

      Отличительная особенность – наличие общих  для всех триггеров синхровхода С и входа сброса R. Тактирование осуществляется передним фронтом сигнала на входе С, а установка прямых выходов в состояние низкого уровня - низким уровнем сигнала на входе сброса R.

      Синтез R1

      В таблице 3 представлено функционирование регистра R1.

Таблица 3 - Таблица функционирования R1

      Анализируя  МКО, можно сделать вывод, что  микросхемы регистра должны работать в режиме параллельной записи информации при выполнении МКО. На информационные входы регистра подаются сигналы с мультиплексора MS1.

      Синтез R2

      В таблице 4 представлено функционирование регистра R2.

Таблица 4 - Таблица функционирования R2

      Анализируя  МКО, можно сделать вывод, что микросхемы регистра должны работать в режиме параллельной записи при выполнении всех МКО. На информационные входы подаются сигналы с MS2.

      Синтез  регистра R3

      В таблице 5 представлено функционирование регистра R3.

Таблица 5 - Таблица функционирования R3

      При выполнении всех микроопераций микросхемы регистра должны работать в режиме параллельной записи информации. На информационные входы регистра подаются сигналы с мультиплексора MS3.

2.2.2 Выбор сумматора

      Для выполнения арифметических операций предполагается использовать импортные микросхемы 4-хразрядного арифметико-логического устройства TD74HC181. Эта микросхема по своим параметрам аналогична микросхемам серии К555. Для обработки 8-разрядных двоичных чисел предполагается использовать 2 такие микросхемы, причем выход переноса с первой микросхемы подается на вход переноса второй.

      УГО микросхемы АЛУ TD74HC181 представлено на рисунке 4.

Рисунок 4 - УГО TD74HC181

      Микросхема  представляет собой 4-хразрядное арифметико-логическое устройство и предназначено для  выполнения 16 логических или арифметических операций с двумя 4-хразрядными словами. Тип операции определяется комбинацией сигналов на входах выбора S0…S3. При высоком уровне напряжения на входе МО микросхема выполняет логические операции, при низком – арифметические.

Таблица 6 - Таблица истинности TD74HC181

      В таблице 7 представлено функционирование АЛУ при выполнении различных микроопераций.

Таблица 7 - Таблица функционирования ALU

 

      Согласно  таблице можно записать функции  входов для всех микроопераций:

      М0=S3=S2=0;

      P0=y1 v y4 v y8;

      S0 = y1 v y5 v y13;

      S1 = y4 v y8.

2.2.3 Выбор мультиплексоров

      В качестве мультиплексоров MS1 – MS3 использовались микросхемы К555КП11, причем для каждого мультиплексора необходимы 2 такие микросхемы.

      УГО микросхемы мультиплексора К555КП13 представлено на рисунке 5.

      

Рисунок 5 - УГО К555КП13

      Микросхема  представляет собой четырехразрядный селектор-мультиплексор 1 из 2 с тремя состояниями выходов. При высоком уровне на входе управления третьим состоянием W выходы переводятся в высокоимпедансное состояние, а при низком уровне напряжения – на выходы Y передается информация с соответствующих входов A/B определенных логическим состоянием входа выбора V. 

      Синтез  MS1

      На  информационные входы A0, A1, A2, A3 микросхем подается код с шины данных MD, на входы B0, B1, B2, B3 – смещенные на 1 разряд влево с выходов R3 .

      В таблице 8 представлена зависимость значений на адресных входах от управляющих сигналов.

Таблица 8 - Таблица истинности MS1

      Согласно  таблице можно записать функции  адресных входов:

      V = y6

      Синтез  MS2

      На  информационные входы A0, A1, A2, A3 микросхем код с шины данных MD, на входы B0, B1, B2, B3 – смещенный на 2 разряда вправо код с выхода регистра R2.

      В таблице 9 представлена зависимость значений на адресных входах от управляющих сигналов.

Таблица 9 - Таблица истинности MS2

      Согласно  таблице можно записать функции  адресных входов:

      V = y11.

      Синтез  MS3

      На  информационные входы A0, A1, A2, A3 микросхем подается код с шины данных MD, на входы B0, B1, B2, B3 – с арифметико-логического устройства ALU.

      В таблице 10 представлена зависимость значений на адресных входах от управляющих сигналов.

Таблица 10 - Таблица истинности MS

 
 

      В качестве мультиплексоров MS4, MS5, MS6 использовались микросхемы К555КП2, причем для каждого мультиплексора необходимы 4 такие микросхемы.

      УГО микросхемы мультиплексора К1564КП2 представлено на рисунке 6.

Рисунок 6 - УГО К555КП2

      Микросхема  представляет собой сдвоенный селектор-мультиплексор 1 из 4 с общими входами выбора данных и раздельными входами управления состояниями высокого импеданса выходов. При высоком уровне напряжения на входе управления W соответствующий выход A/B устанавливается в состояние высокого импеданса, что позволяет использовать микросхему в системах с шинной организацией обмена данных.

      Синтез  MS4

      На  информационные входы A0, B0 микросхем подается код с выходов регистра R1, на входы A1, B1 – с выходов регистра R2, на входы А2, В2 – с выхода регистра RSM, на входы А3, В3 подаются низкие уровни.

      В таблице 8 представлена зависимость значений на адресных входах от управляющих сигналов.

Таблица 11 - Таблица истинности MS4