Материал: ЭИС лаб 8данные_удалены
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Кафедра комплексной информационной безопасности электронновычислительных систем (КИБЭВС)
РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА
Отчет по лабораторной работе №8
по дисциплине «Электроника и схемотехника» вариант № 17
Студент гр.
Руководитель
Томск 2022
Введение
Цель работы – овладеть навыками совместного применения устройств
средней степени интеграции.
В ходе данной лабораторной работы требуется выполнить следующие
задачи:
1.Разработать обобщённую функциональную схему устройства и описать составные части схемы.
2.Составить таблицы функционирования операционного блока.
Логическая операция:
А ∩ B
Арифметическая операция:
А+В+1
3.Организовать приём и выдачу данных согласно варианту для выполнения 4-х операций, используя встроенные блоки регистров и счётчиков.
4.Создать схему реализации вычислительного блока, выполняющего заданные операции и осуществляющего приём входных данных и выдачу результата согласно варианту.
5.Составить план моделирования. Использовать для каждой операции по два различных набора данных.
6.Промоделировать работу схемы в двух режимах работы и сравнить результаты моделирования с составленным планом моделирования.
7.Используя заданный вариантом HDL, описать и промоделировать то же устройство.
Вариант HDL: SV.
2
1 ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ФУНКЦИИ
1.1 Обобщённая функциональная схема
На рисунке 1.1.1 предоставлена обобщенная функциональная схема.
Рисунок 1.1.1 – Обобщённая функциональная схема
Устройство на вход получает параллельный код, после чего передает его в операционный блок. В операционном блоке выполняются требуемые по варианту задачи и их результаты переходят в выходной блок. В выходном блоке полученный код формируется в последовательный и выводится в зависимости от кода операции Z.
3
1.2Таблица истинности
Втаблице 1.2.1 представлена таблица истинности для декодирования устройства 4b5b-кода в двоичное число.
Таблица 1.2.1 – Декодирование 4b5b в двоичное число
Декодирование 4b5b-кода в двоичное число
|
|
Входы |
|
|
|
|
Выходы |
|
|
|
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
X |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
X |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
X |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
X |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
X |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
X |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
X |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
X |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
X |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
X |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4
В таблице 1.2.2 представлена таблица истинности для логической
операции А и (НЕ В).
Таблица 1.2.2 – Таблица истинности для логической операции
A И (НЕ В)
|
|
Входы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходы |
|
|
|||
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
Q4 |
|
|
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
X |
X |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
|
|
0 |
|
- |
- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
X |
b0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
- |
- |
||||
|
|
|
|
|
b0 |
|||||||||||||||
X |
b1 |
X |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
- |
- |
|||
|
|
|
|
b1 |
|
|||||||||||||||
X |
b3 |
b2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
||
|
|
|
|
b3 |
|
b2 |
||||||||||||||
b4 |
X |
X |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
- |
- |
|||
|
|
b4 |
|
|
|
|
||||||||||||||
b6 |
X |
b5 |
1 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
- |
- |
||
|
|
b6 |
|
|
|
|
b5 |
|||||||||||||
b8 |
b7 |
X |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
- |
- |
|
|
|
b8 |
|
|
|
b7 |
|
|||||||||||||
b11 |
b10 |
b9 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
|
b11 |
|
|
b10 |
|
b9 |
||||||||||||||
0 |
0 |
0 |
a2 |
a1 |
a0 |
|
|
a2 |
|
|
|
a1 |
|
a0 |
- |
- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
0 |
1 |
a4 |
a3 |
X |
|
|
a4 |
|
|
|
a3 |
0 |
|
- |
- |
||||
0 |
1 |
0 |
a6 |
X |
a5 |
|
|
a6 |
|
0 |
|
|
|
a5 |
- |
- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
1 |
1 |
a7 |
X |
X |
|
|
a7 |
|
0 |
|
|
0 |
|
- |
- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
0 |
0 |
X |
a9 |
a8 |
0 |
|
|
|
|
a9 |
|
a8 |
- |
- |
|||||
1 |
0 |
1 |
X |
a10 |
X |
0 |
|
|
|
a10 |
0 |
|
- |
- |
||||||
1 |
1 |
0 |
X |
X |
a11 |
0 |
|
|
0 |
|
|
a11 |
- |
- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
1 |
1 |
X |
X |
X |
0 |
|
|
0 |
|
|
0 |
|
- |
- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В таблице 1.2.3 представлена таблица истинности для арифметической
операции А+В+1.
Таблица 1.2.3 – Таблица истинности для арифметической операции
A+B+1
|
|
Входы |
|
|
|
|
Выходы |
|
|
|||
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
Q4 |
Q3 |
|
Q2 |
|
Q1 |
Q0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
|
1 |
- |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
- |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
1 |
- |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
|
0 |
- |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
|
1 |
- |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
|
0 |
- |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
|
1 |
- |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
|
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
|
1 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
|
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
|
1 |
- |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|