Завдання лабораторної роботи 9.

Спроектувати арифметико-логічний пристрій з властивостями універсальності для реалізації заданого набору функцій (Додаток А).

На базі стандартних елементів мікросхем ТТЛ і ТТЛШ або КМОП логіки розробити схему електричну функціональну і схему електричну принципову проектованого пристрою.

Особливі вимоги до виконання завдань лабораторної роботи.

Проектований АЛП обов’язково повинен характеризуватись властивостями без надлишковості та універсальності для реалізації заданого набору функцій. Тобто, складові АЛП повинні бути реалізовані з мінімальною апаратною складністю для виконання саме заданого набору функцій.

За умови виникнення необхідності реалізації операцій зсуву в ході обчислення заданих функцій зазначені операції зсуву слід реалізовувати з допомогою регістрових структур. Реалізація зсуву шляхом зміщеного з’єднання міжелементних зв’язків забороняється.

При проектуванні АЛП сигнал результату перевірки контрольованої умови (попередня лабораторна робота), на основі якого виконується вибір реалізовуваної функції, та сигнал “Пуск” вважати такими, що надходять ззовні, і при розробці мікроалгоритму роботи АЛП особливості формування цих сигналів не враховувати.

Створення умов для зчитування результату (тобто, фіксацію кінцевого значення результату і формування сигналу про його готовність) в ході виконання завдань лабораторної роботи рекомендується передбачити в режимі очікування зняття сигналу “Пуск”. Питання збереження результату як і очищення регістра результату АЛП після зняття сигналу “Пуск” не досліджувати. Аналогічний підхід використовувати стосовно стану прапорців помилок за умови їх наявності.

Порядок виконання завдання.

1. Ознайомитись з теоретичними відомостями та завданням.

2. За даними таблиці завдань (Додаток А) визначити функції, реалізацію яких повинен забезпечувати проектований АЛП.

3. Розробити схему електричну функціональну АЛП.

4. Провести детальний аналіз можливостей суміщення виконання окремих операцій вузлами АЛП з метою зменшення апаратної складності останнього. Особливу увагу приділити:

   1. Можливості виконання різноманітних знакових перетворень операндів єдиними апаратними засобами АЛП;

   2. Можливості застосування єдиних апаратних засобів АЛП для виконання знакових перетворень операндів та арифметичних операцій;

   3. Можливості застосування регістрів даних для збереження результату операції.

5. Проаналізувати можливість реалізації процедур запису початкових даних до регістрів АЛП та зчитування результату з нього з допомогою наявних апаратних засобів. За умови відсутності відповідної можливості доповнити схему АЛП необхідними апаратними засобами (найчастіше схему доповнюють мультитплексорами комутації сигналів).

6. Надати опис методики запису початкових даних до регістрів АЛП та зчитування результату з нього з допомогою наявних апаратних засобів.

7. На базі стандартних елементів мікросхем ТТЛ і ТТЛШ або КМОП логіки розробити схему електричну принципову спроектованого пристрою.

8. Скласти перелік елементів, необхідних для реалізації розробленої схеми.

9. Уточнити схему електричну функціональну АЛП з урахуванням особливостей застосованої елементної бази (це потрібно, наприклад, якщо, через відсутність повного аналогу планованим в схемі електричній функціональній регістрам, в схемі електричній принциповій застосовані регістри з іншим варіантом організації керуючих входів або за інших подібних умов).

10. Сформувати перелік і надати опис наявних в схемі АЛП сигналів керування та умов.

11. Описати характер спрацьовування керованих елементів для кожного керуючого сигналу (за певним потенційним рівнем або за зростаючим чи спадаючим фронтом сигналу).

12. Розробити змістовний мікроалгоритм роботи

13. Сформувати перелік і надати опис наведених в змістовному мікроалгоритмі мікрооперацій.

14. Скласти перелік керуючих сигналів, що забезпечують виконання кожної мікрооперації.