Лабораторная работа №3
.docСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет
Факультет компьютерных технологий и информатики
Кафедра ВТ
Отчет по лабораторной работе №3
«Проектирование МПА на основе средних ИС»
Выполнили: Гречухин Михаил,
Хамаганова Мария
гр. 3371
Принял: Фураев Илья Александрович
2006 год
1. Подготовка к работе
В данной работе мы реализовывали МПА (микропрограммный автомат), выполняющий следующую микропрограмму:
Для того чтобы собрать МПА, надо проделать следующее:
1. Кодирование состояний. Мы закодировали их вот так:
- a0 [0 0]
- a1 [1 1]
- a2 [0 1]
- a3 [1 0]
- a0 [0 0]
В квадратных скобках: [Q2 Q1], где Q2 и Q1 – выходные сигналы триггеров.
2. Затем надо составить табличку, что мы и делаем:
Метка |
Q2 |
Q1 |
Условие перехода |
Метка перехода |
Q2t |
Q1t |
Триггер Q2 |
J2 |
K2 |
Триггер Q1 |
J1 |
K1 |
a0 |
0 |
0 |
x1=0 |
a1 |
1 |
1 |
0->1 |
1 |
1 |
0->1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
x1=1 AND x2=0 |
a2 |
0 |
1 |
0->0 |
0 |
0 |
0->1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
x1=1 AND x2=1 |
a3 |
1 |
0 |
0->1 |
1 |
1 |
0->0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a1 |
1 |
1 |
x1=0 |
a1 |
1 |
1 |
1->1 |
0 |
0 |
1->1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
x1=1 |
a0 |
0 |
0 |
1->0 |
0 |
1 |
1->0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a2 |
0 |
1 |
1 |
a3 |
1 |
0 |
0->1 |
1 |
1 |
1->0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a3 |
1 |
0 |
1 |
a0 |
0 |
0 |
1->0 |
0 |
1 |
0->0 |
0 |
0 |
В табличке подробно показаны все переходы триггеров и необходимые сочетания сигналов на их входах J и K.
3. Следующий шаг – отыскание функций возбуждения для триггеров. Для этого воспользуемся… ДНФ и КНФ!!! А в качестве элементной базы мы взяли за основу 2 дешифратора ИД7 и 2 синхронных JK триггера ТВ6.
Для входов J2 и J1 мы использовали ДНФ (т. к. единиц меньше), а для K2 и K1 – КНФ (ибо нулей меньше):
(для экономии места формы приводятся в частично минимизированной форме)
4. Последний шаг – построение схемы автомата.
2. Проверка работоспособности и определение предельной частоты работы.
По традиции сперва проверим работоспособность этого «чуда».
Параметры теста:
частота работы – 25 МГц
последовательность управляющих сигналов x1 и x2:
1) x1=x2=0
2) x1=1
3) x1=0
4) x1=1
5) x2=1
6) x2=x1=0
Воистину великая вещь – человеческий разум! Всё вроде бы работает правильно!
Необходимость синхронизировать выходы связана с досадным отставанием в работе триггера 2 от первого. Видимо, это связано с разной скоростью работы подсхем формирования входных сигналов. Но в любом случае, всё вроде бы хорошо.
Теперь начинаем глумиться. Делаем очень простой тест и начинаем играться с частотой работы.
Тест:
1) x1=x2=0
2) x1=1
3) x1=0
Частота 50 МГц
Уже наблюдаются странности, и вообще, ошибки в работе автомата. Видимо, 50 МГц – это много.
На 25 МГц автомат работает исправно.
ВЫВОДЫ:
1) Синхронизация выходов схемы очень желательна, так как позволяет нивелировать задержки элементов.
2) Максимальная частота, на которой автомат работал – 25 МГц.