2.3.6. Формирование и хранение констант

При вычислениях по заданным формулам приходится выполнять операции с константами. Значения констант определяются либо заданной формулой, либо формой представления данных. Так, при двоично-десятичной форме представления необходимо формирование и/или хранение констант коррекции. Количество значений констант коррекции определяется разрядностью двоично-десятичных операндов ,а также избыточностью формы представлениия. Обычно при представлении данных с избытком 6 требуется два значения константы коррекции , а при избытке 3 необходимо три значения. Однако и при избытке 3 можно обойтись двумя значениями константы, но это приведет к удлинению вычислительного процесса.

Указанные характеристики вычислительного процесса существенно влияют на схемотехнические решения и размерность схемы. Так, выполнение операций над восьмиразрядными числами с избытком 6 требует формирования и/или хранения шестнадцати четырехразрядных двоичных чисел. При небольшом количестве констант ,обычно не более четырех, для их формирования и хранения целесообразно использование мультиплексоров с трехстабильным выходом. Для восьмиразрядных двоично-десятичных чисел потребуется 32 мультиплексора на четыре информационных входа, т.е. на каждый двоичный разряд числа необходим один четырехвходовый мультиплексор.

Пример подобного схемотехнического решения для одной тетрады приведен на рис.12. Схема предназначена для формирования и хранения четырех констант А, B, C, D , которое может производиться соответствующей распайкой поразрядных входов либо к общему проводнику, либо к проводнику питания +5В через резистор 1кОм.

Управляющие сигналы у0 и у1 предназначены для выбора константы. При у0=0 и у1=0 выбирается константа А, при у0=1 и у1=0 выбирается В, при у0=0 и у1=1 -- С и при у0=1 и у1=1 -- D. Сигнал у2 управляет передачей констант. При у2=0 константы, сформированные мультиплексорами, передаются на выходы и ,следовательно, в последующие устройства. При у2=1 выходы мультиплексоров находятся в третьем стабильном состоянии (высокоомном) и константы не могут быть переданы в другие устройства.

При количестве констант более 6 для формирования и хранения их наиболее целесообразным является использование постоянных запоминающих устройств (ПЗУ).

Рис. 12. Схема формирования и хранения констант на мультиплексорах

О

Рис. 13. ПЗУ для хранения констант.

бычно используют однократно программируемые ПЗУ или ПЗУ с пережигаемыми перемычками. К таким устройствам в ТТЛ схемотехнике относится микросхема 155 РЕ 3. Эта микросхема позволяет однократно записать и хранить 32 восьмиразрядных двоичных числа или 64 попарно хранимых тетрады. Микросхема программируется на специальном устройстве (программатор) и потом может быть установлена на плату. Количество входов: адресных ─ 5, управления (вход CE активный низким уровнем) ─ 1. Количество выходов ─ 8. Организация выходов ─ открытый коллектор. Такая организация выходов позволяет использовать микросхему ПЗУ совместно с микросхемами с трехстабильным выходом.

Пример использования микросхемы 155РЕ3 приведен на рис.13. Управляющие сигналы у0 ─ у4 осуществляют выборку необходимых значений констант. Сигнал у5 разрешает чтение констант, при у5=0 выходы микросхемы активны, а при у5=1 выходы находятся в единичном состоянии. Микросхема хранит восьмиразрядные слова, следовательно, по одному адресу можно хранить две тетрады а1 и а2. Однако при выполнении операций, в зависимости от полученных результатов, могут потребоваться для коррекции различные значения констант в соседних тетрадах из заданного набора их значений.

Для выполнения правильной коррекции необходимо хранить все возможные сочетания значений констант коррекции. Если в проекте предусмотрено использование ПЗУ, необходимо разработать схему формирования управляющих сигналов, а также таблицу прошивки (программирования) ПЗУ. В таблице прошивки должно быть указано, по каким адресам ПЗУ какие числа записаны.