Файл: Пакулов, Н. И. Мажоритарный принцип построения надежных узлов и устройств ЦВМ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 93
Скачиваний: 0
при втором — десять МСС и при третьем— девять МСС (одна первого вида и восемь второго вида). С точки зре ния унификации и уменьшения плотности упаковки ком понентов более предпочтительным является второй вид МСС. На рис. 2.46 показана схема дешифратора, пост роенная на субсистемах второго вида согласно выраже нию (2.81).
Рис. 2.46. Структурная схема дешифратора, построенная на УФМ.
Синтез сумматора-вычитателя параллельного дей ствия комбинационного типа. Для синтеза сумматора-
вычитателя |
параллельного |
действия |
комбинационного |
||||
типа |
на базе |
УФМ |
используется соотношение (2.23) и |
||||
15-я строка табл. 2.21. |
|
|
|
|
|||
Для получения соотношения (2.23) достаточно поло |
|||||||
жить: |
|
|
|
|
|
|
|
|
X i = Xl, |
Xo = |
Zi, |
rl= |
C0, |
r2 = xi, |
|
|
|
Гз— х с, |
X3= Zi, |
Xi=C0; |
|||
|
|
Qi=*C, |
Q2 —S, |
Q,3 = &. |
|||
Тогда |
получим |
|
|
|
|
( 2.82) |
|
|
|
|
|
|
|
|
135
Для синтеза переключателя режимов работы сумма- тора-вычитателя используем 7-ю строку табл. 2.21, поло
жив |
_ |
|
|
X i = Ъ \ Х 2=(?вы ч, |
^1= 1, f z — |
l , |
|
Г 3 — 0 , |
Х з — С , |
X i = Q c j i . |
|
В результате получим |
|
|
|
Q2= С (b) — |
. |
(2.83) |
МСС сумматора-вычитателя параллельного действия может содержать различное количество разрядов в зави-
Рис. 2.47. Структурная схема сумматора-вычислителя парал лельного действия, построенная на УФМ.
спмостн от требуемого количества выходов. Так, напри мер, при двух выходах в каждом разряде МСС будет иметь 11 разрядов, а при одном выходе— 14 разрядов. В первом случае потребуется МСС с 61 выводом, во вто ром— с 62 выводами.
На рис. 2.47 показана схема сумматора-вычитателя, построенная в соответствии с выражениями (2.82) и (2.83).
Синтез накапливающего сумматора-вычитателя парал лельного действия. Используя 19-ю строку табл. 2.21, можно составить схему одноразрядного сумматора-вычи тателя накапливающего типа, если положить
X i = =Xi, Х2 ~ |
—1, |
А*1 Г2 |
|
Хз = Х{, |
Xk— Ci-l, |
rs = Si. |
|
При этом получим: |
|
|
|
5 (~(х,#С<-1#5*) # (*i#C ;-i# £ i) |
(2.84) |
||
|
|
|
(2.85) |
|
|
|
(2.85а) |
Схема одноразрядного сумматора-вычитателя накап ливающего типа, построенная на базе одного УФМ в со ответствии с уравнениями (2.84) —(2.85), приведена на рис. 2.48. На основе этой схемы можно построить накап ливающий сумматор-вычитатель параллельного действия. МСС с двумя выходами «а разряд (Si и Si) в этом случае будет содержать 18 разрядов (потребуется 60 вы-
Рис. 2.48. Структурная схема одноразрядного сумматора-вы читателя накапливающего типа, построенная на одном УФМ.
Рис. 2.49. Структурная схема накапливающего сумматора-вы читателя параллельного дей ствия, построенная па УФМ.
водов), а МСС" с одним выходом на разряд (Si) — 24 разряда (потребуется 54 вывода).
На рис. 2.49 показана структурная схема сумматоравычитателя накапливающего типа с одним выходом на разряд. Схема переключателя режимов работы суммато ра-вычитателя для данного случая строится согласно выражению (2.83). Рассматриваемый сумматор-вычита тель может использоваться как ре версивный счетчик, если на его пер
вый разряд подать |
последователь |
||||
ность импульсов, а |
на остальные |
||||
разряды — нулевые |
сигналы. |
связи |
|||
Синтез узла связи. |
Узел |
||||
предназначен |
для |
|
управляемой |
||
передачи информации, |
он является |
||||
неотъемлемой |
частью |
любого |
|||
устройства |
ЦВМ. |
|
На |
одном |
|
Рис. 2.60. Структурная |
схема |
узла |
связи |
||
с попарным объединением УФМ. |
|
|
137
УФМ можно построить одноразрядный узел связи, со стоящий из двух д в у х в х о д о в ы х элементов И, объединен ных элементом ИЛИ (7-я строка табл. 2.21). Для по строения более сложного узла связи достаточно объеди нить между собой инверсные выходы соответствующего количества выходных элементов УФМ.
На рис. 2.50 показан один из вариантов структурной схемы узла связи, где УФМ объединены попарно. При веденный узел связи имеет парафазные выходы, и t'-й
разряд узла |
описывается соотношением |
|
|
||
|
iji — луг, V zfr., V virs V ЩГ4, |
|
(2.86) |
||
где ги г2, rs, |
г4 — управляющие сигналы; х,, |
2;, |
у,-, ву,- — |
||
входные информационные сигналы t-ro разряда узла. |
|||||
Восьмиразрядный |
узел связи |
(2.86) |
размещается |
||
в одной МСС с 54 выводами. |
действия. |
Регистр |
|||
Синтез регистров |
параллельного |
параллельного действия с парафазными входами и выхо дами строится в соответствии с выражением (2.87) (16-я строка табл. 2.21):
Я = ( * i # n # 0 ) # Q 2# (x i# / - i# 0 ), |
(2.87) |
где Х\, .Tt — входные сигналы; г\— управляющий сигнал, разрешающий запись информации в регистр.
На рис. 2.51 приведена структурная схема параллель ного регистра, построенная на УФМ согласно выражению (2.87). МСС в этом случае может разместить 15-разряд- ный регистр с управляемыми парафазными входами и парафазными выходами (потребуется 63 вывода). Ре гистр со сдвигом в сторону младших и старших разрядов строится па основании соотношений (2.61) —(2.64). Для повышения надежности регистры со сдвигом выполняют ся по двухтактной схеме.
При "сдвиге кода числа в сторону старших и млад ших разрядов на несколько разрядов регистр строится в соответствии с выражениями, записанными в 17-й стро ке табл. 2.21:
Qi= £i# i 2# Q i,
<3з=£з#г4#0з.
а узлы связи —согласно выражению (2,86).
138
Рис. 2.51. Структурная схема регистра с парафазными входами и выходами, построенная на УФМ.
На рис. 2.52 представлена схема двухтактного регистра со сдвигом ко
да |
числа |
на 0, 1, 2 |
и 3 |
разряда как |
в |
сторону |
младших, |
так |
и в сторону |
старших разрядов (на рисунке показа ны цепи сдвига для двух разрядов, для остальных раз
рядов соединения делаются аналогично). МСС в этом случае содержит 15-разрядный регистр со сдвигом кода числа в сторону младших и старших разрядов на 0, 1, 2 и 3 разряда (потребуется 63 вывода).
Синтез счетчиков. Рассмотрим порядок построения суммирующих счетчиков на базе потенциальных тригге ров, реализованных на УФМ. В качестве элементарного автомата возьмем потенциальный триггер с раздельными входами (16-я строка табл. 2.21). Таблица переходов и
функций |
возбуждения двухразрядного |
суммирующего |
||||||
счетчика приведена ниже |
(табл. |
2.22). |
|
Т а б л и ц а |
2.22 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
г>1 |
q ' |
9! |
О |
О |
X |
|
|
|
" 3 |
ч \ |
|||
|
|
|
^ / + 1 |
л > |
||||
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
а , |
0 |
1 |
0 |
I |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
( Ц |
I |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Из табл. 2.22 следует, что |
|
||||
|
|
II |
Tzy |
q\ = |
# Q't # 0; |
|
|
q\ - |
x # Q) # 0; |
||
|
|
|
• |
|
|
£ |
= |
XQ\Q2t = q\<?t, |
|
||
q\ = |
= |
q\ Щ, |
q\ = |
q\ =Н=Q] # 0 (при а, = |
(2.88)
(2.89)
(2.90)
а, = 0).
-(2.91)
Выражения для функций возбуждения других разрядов счетчика составляются аналогично.
139