Форум DL

Мой профиль

Темы занятий:

1. Каскадирование логических элементов
2. Каскадирование дешифраторов
3. Каскадирование шифраторов
4. Каскадирование мультиплексоров
5. Каскадирование сумматоров
6. Разработка и каскадирование умножителей
7. Матричные умножители
8. Каскадирование регистров
9. Каскадирование ПЗУ
10. Преобразователи кодов на ПЗУ
11. Каскадирование ОЗУ
12. Цифровые устройства для сортировки
13. Синтез комбинационных схем на мультиплексорах
14. СУРС

Мой профиль

Планы работы по темам:

1. Каскадирование логических элементов

1. Определение логических операций и логических элементов
(AND OR XOR NOT)
2. Каскадирование логических элементов
(2AND -> 8AND, 2OR -> 8OR, 2XOR - 8XOR, NOT -> 8NOT)
3. Определение комбинированных логических операций
AND-NOT OR-NOT XOR-NOT
4. Каскадирование комбинированных логических операций
8AND-NOT, 8OR-NOT, 8XOR-NOT
5. 1-битовая беззнаковая схема сравнения
6. 2-битовая беззнаковая схема сравнения
7. 2-битовая знаковая схема сравнения
8. 4-битовая беззнаковая схема сравнения (каскадированием)
9. 4-битовая знаковая схема сравнения
10. 32-битовая беззнаковая схема сравнения
11. 32-битовая знаковая схема сравнения
Базовая теория
Задания студентов - 2010
Из опыта 2009-го года

2. Каскадирование дешифраторов

1. УГО и определение дешифратора
2. Логические функции 1/2/3-битного дешифратора.
3. Функциональная схема 2-битного дешифратора
4. 4-битный дешифратор из 2-битных (каскадирование).
5. 16-битный дешифратор из 4-битных (каскадирование).
6. Задачи с использованием дешифратора.
7. Ассоциативная память (регистры + компараторы).
Базовая теория
Задания студентов - 2010

3. Каскадирование шифраторов

1. УГО и определение шифратора
2. Логические функции 1/2/3-битного шифратора.
3. Функциональная схема 2-битного шифратора (2-1)
4. 4-битный шифратор из 2-битных (4-2) каскадирование.
5. 16-битный шифратор из 4-битных (16-4)каскадирование).
6. Шифраторы 64-6, 256-8
7. Задачи с использованием шифратора.
8. Ассоциативная память (регистры + компараторы).
Базовая теория
Задания студентов 2010 2009

4. Каскадирование мультиплексоров

1. УГО и определение мультиплексора
2. Логические функции 1/2/3-битного мультиплексора.
3. Функциональная схема 2-битного мультиплексора
4. 4-битный мультиплексор из 2-битных (каскадирование).
5. 16-битный мультиплексор из 4-битных (каскадирование).
6. Задачи с использованием мультиплексора.
7. Ассоциативная память (регистры + компараторы).
Мультиплексоры
Каскадирование
Задания студентов 2010 2009

5. Каскадирование сумматоров

1. УГО и алгоритм работы сумматора
2. Логические функции 1-разрядного сумматора.
3. Каскадирование сумматоров (2,4, 8, ... разрядов)
4. Вычитание с помощью сумматора
5. 4-битное умножение с помощью сумматоров и сдвигов
6. Каскадирование умножителей.
7. Задачи с использованием сумматоров и умножителей

Сумматоры
Каскадирование
Задания студентов 2010

6. Разработка и каскадирование умножителей

1. Альтернативные схемы умножителей
2. Каскадирование умножителей
3. Задачи с использованием сумматоров и умножителей
Базовая теория

7. Матричные умножители

Теория
Дополнительные пояснения

Решения в HLCCAD:
Базовый умножитель 2*2
Матричный умножитель 6*8

Задания на DL
1. Базовый умножитель 2*2
2. Умножитель 4*4
3. Матричный умножитель 6bit*6bit

8. Каскадирование регистров
Базовая теория

9. Каскадирование ПЗУ

ПЗУ
Каскадирование

Задания на DL
1. Спроектировать ПЗУ 8*4
2. Удвоить разрядность ПЗУ
3. Утроить разрядность ПЗУ
4. Учетверить количество слов ПЗУ

10. Преобразователи кодов на ПЗУ
Базовая теория
Из опыта 2010 года

Задания на DL

1. Преобразователь(10 битов) в BCD-код
2. Преобразование (12 битов) в BCD-число
3. BCD (16 битов) -> Binary
4. BCD-представление ( Binary(10)=BCD(12)? )
5. Сумма ( Binary(10)+BCD(12) = ? )
6. Gomel2007 (Сумма цифр Binary(10))

11. Каскадирование ОЗУ
Базовая теория
Память-задания студентов 2009

12. Цифровые устройства сортировки
Из опыта 2010 года

Задания к разработке
1. Сортировка 2х чисел (проектирование)
2. Сортировка 2х чисел (на базе элемента Sort)
3. Sort 3 (каскадирование)
4. Sort 5 (каскадирование)
5. Сортировка 7 чисел по убыванию или по возрастанию (каскадирование)

13. Синтез комбинационных схем на мультиплексорах

Понятие о технологических базисах синтеза
Базис И-ИЛИ-НЕ
Базис И-НЕ
Базис ИЛИ-НЕ

Базис мультиплексоров
Базис ОЗУ

Связь между ОЗУ и мультиплексорами

Задания
4-битный инкрементор на базе мультиплексоров
- 16->1
- 8->1
- 4->1

2-битный (каскадируемый) инкрементор с переносом.
40-битный инкрементор

Реализация элементов 2И, 2ИЛИ, НЕ, 2И-НЕ, 2ИЛИ-НЕ на мультиплексорах.

Теория Задачи 2010

Задания на DL - Синтез КС на мультиплексорах

1. Элемент 2И
2. Элемент 2ИЛИ
3. Элемент НЕ
4. Элемент 2И-НЕ
5. Элемент 2ИЛИ-НЕ
6. 4-битный инкрементор на MS 16->1
7. 4-битный инкрементор на MS 8->1
8. 4-битный инкрементор на MS 4->1

Мой профиль

Лекция 1. Введение

В процессе изучения двух предыдущих предметов
"Организация и функционирование ЭВМ",
"Архитектура вычислительных систем"

Студенты получили навыки:
- анализа и проектирования цифровых устройств
- программирования на языках ассемблера и C-MPA
- ? установки новых заданий для DL

В рамках ПАПВС предполагается
знакомство с новой теорией по проектированию, а также
совершенствование полученных практических навыков.

СУРС (6 часов)

- студенты (можно в команде) готовят модель полезного цифрового
устройства (гаджета), попутно при желании выставляя на DL
фрагменты в качестве заданий на проектирование/программирование

- студенты (можно в команде) готовят доклад (с картинками и иллюстрациями),
по теме, согласованной с преподавателем, загружают его в теорию
и читают доклад на лекции

В конце семестра невыполненный СУРС выставляется как пропуск 3 пар.

Лекционные занятия

В начале лекции - записываем план. Те, у кого есть на лекции
ноутбук, могут не записывать - план лекции выложен на форуме.
По ходу лекции можно опережать лектора, активность поощряется
бонусными баллами.

Бонусируется загрузка в новые задачи заданий,
спроектированных по теме лекции.

Как устанавливать задачи
Краткая инструкция от Боневич Екатерины (ПМ-41, май 2009)
Документация
Как ограничивать используемые устройства и размерности контактов

План темы 1. Каскадирование логических элементов

1. Определение логических операций и логических элементов
(AND OR XOR NOT)
2. Каскадирование логических элементов
(2AND -> 8AND, 2OR -> 8OR, 2XOR - 8XOR, NOT -> 8NOT)
3. Определение комбинированных логических операций
AND-NOT OR-NOT XOR-NOT
4. Каскадирование комбинированных логических операций
8AND-NOT, 8OR-NOT, 8XOR-NOT
5. 1-битовая беззнаковая схема сравнения
6. 2-битовая беззнаковая схема сравнения
7. 2-битовая знаковая схема сравнения
8. 4-битовая беззнаковая схема сравнения (каскадированием)
9. 4-битовая знаковая схема сравнения
10. 32-битовая беззнаковая схема сравнения
11. 32-битовая знаковая схема сравнения
12. Придумывание и решение своих задач по теме
Базовая теория
Задания студентов - 2010
Процессор с одной командой NOR
Из опыта 2009-го года

Мой профиль

СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОГО СРЕЗА

  Базовый (Условное арифметическое выражение)
    - Проектирование 
    - Ассемблер 
    - С-МПА
    - Тестирование
  Проектирование
    - Логические элементы
    - Компараторы
    - Дешифраторы
    - Шифраторы
    - Мультиплексоры
    - Сумматоры
    - Умножители "по определению"
    - Умножители матричные
    - ПЗУ
    - Преобразователи кодов на ПЗУ
    - Сортировка
    - Синтез КС на мультиплексорах

На 1.5 часа предлагается 16 индивидуальных заданий по указанным выше темам.
Обязательным является решение первых двух задач из раздела "Базовый".
Зачетная оценка - 4 и больше решенных задач.
Планово контрольные срезы предполагается писать каждую пятницу (в случае наличия заявок).
О готовности писать контрольный срез в пятницу писать НЕ ПОЗДНЕЕ среды
в теме Контрольные срезы - 2015 - ПО3
Там же будет выкладываться рассадка студентов на контрольном срезе.
Переписывать можно до тех пор, пока не заработаете желаемую оценку.
В ведомость контрольного среза оценка вносится только если она больше уже имеющейся.
Оценки меньшие и равные уже имеющимся, игнорируются.

Выполнять дома контрольную работу (по пятницам) разрешается только тем, у кого оценка по контрольному срезу 8 или выше.

Мой профиль

Бонусы за работу на лекции 2 февраля
Логические элементы

3 бонуса за задачу по теме лекции (Л)
4 бонуса за задачу на проектирование/ассемблер контрольного среза (Б)
1 бонус за задачу С-МПА/тестирование контрольного среза (Д)

                          Л Б Д  
Корабицкая, Сулейко       8 2 1 = 8*3 + 2*4 + 1 = 33/2 = 16
Леонков, Еремич           8 2 1 = 8*3 + 2*4 + 1 = 33/2 = 16
Богданович, Богданец      8 1 1 = 8*3 + 1*4 + 1 = 29/2 = 14
Грекова, Пискунова        8 1 1 = 8*3 + 1*4 + 1 = 29/2 = 14
Коновалова                8 1 1 = 8*3 + 1*4 + 1 =      = 29
Шакин, Окрут              8   1 = 8*3         1 = 25/2 = 12
Бышик, Свиридов           8   1 = 8*3         1 = 25/2 = 12
Разгуляев, Мартюшков      8     = 8*3           = 24/2 = 12
Браим, Власевич           8     = 8*3           = 24/2 = 12
Гришечкин, Мироненко      8     = 8*3           = 24/2 = 12
Романенко, Шматко         8     = 8*3           = 24/2 = 12
Крейза, Светличный        7     = 7*3           = 21/2 = 10
Суменков, Жевнов          6     = 6*3           = 18/2 =  9

Мой профиль

Компараторы

1-битовая беззнаковая схема сравнения
2-битовая беззнаковая схема сравнения
2-битовая знаковая схема сравнения
4-битовая беззнаковая схема сравнения (каскадированием)
4-битовая знаковая схема сравнения
32-битовая беззнаковая схема сравнения
32-битовая знаковая схема сравнения
Базовая теория
Задания студентов - 2010
Из опыта 2009-го года

Мой профиль

Бонусы за работу на лекции 3 февраля
Компараторы


6 бонусов за задачу по теме лекции

Крейза, Светличный     5  = 5*6 =30/2 = 15            
Бышик, Свиридов        5  = 5*6 =30/2 = 15              
Грекова, Пискунова     5  = 5*6 =30/2 = 15              
Еремич                 4  = 4*6 =     = 24              
Коновалова             4  = 4*6 =     = 24              
Бакунцев               4  = 4*6 =     = 24              
Разгуляев              4  = 4*6 =     = 24              
Шакин, Окрут           4  = 4*6 =24/2 = 12              
Леонков, Мартюшков     4  = 4*6 =24/2 = 12              
Браим, Власевич        4  = 4*6 =24/2 = 12              
Корабицкая, Сулейко    4  = 4*6 =24/2 = 12              
Суменков, Жевнов       4  = 4*6 =24/2 = 12              
Богданович, Богданец   3  = 3*6 =18/2 =  9              
Гришечкин, Мироненко   3  = 3*6 =18/2 =  9              
Романенко, Султанов    3  = 3*6 =18/2 =  9

Мой профиль

Каскадирование дешифраторов

1. УГО и определение дешифратора
2. Логические функции 1/2/3-битного дешифратора.
3. Функциональная схема 2-битного дешифратора
4. 4-битный дешифратор из 2-битных (каскадирование).
5. 16-битный дешифратор из 4-битных (каскадирование).
6. Задачи с использованием дешифратора.
7. Ассоциативная память (регистры + компараторы).
Базовая теория
Задания студентов - 2010

Мой профиль

Бонусы за работу на лекции 10 февраля
Дешифраторы

6 бонусов за задачу по теме лекции

                                                            
Свиридов              9 = 9*6 = 54
Браим, Власевич       8 = 8*6 = 48/2 = 24
Романенко             8 = 8*6 = 48          
Коновалова            8 = 8*6 = 48
Еремич                8 = 8*6 = 48
Грекова, Пискунова    8 = 8*6 = 48/2 = 24
Суменков, Жевнов      8 = 8*6 = 48/2 = 24
Разгуляев             7 = 7*6 = 42
Султанов              7 = 7*6 = 42
Шакин, Окрут          7 = 7*6 = 42/2 = 21
Богданович, Богданец  7 = 7*6 = 42/2 = 21
Гришечкин, Мироненко  7 = 7*6 = 42/2 = 21
Бакунцев, Лысенко     7 = 7*6 = 42/2 = 21
Корабицкая, Сулейко   7 = 7*6 = 42/2 = 21
Крейза, Светличный    6 = 6*6 = 36/2 = 18

Мой профиль

Каскадирование шифраторов

1. УГО и определение шифратора
2. Логические функции 1/2/3-битного шифратора.
3. Функциональная схема 2-битного шифратора (2-1)
4. 4-битный шифратор из 2-битных (4-2) каскадирование.
5. 16-битный шифратор из 4-битных (16-4)каскадирование).
6. Шифраторы 64-6, 256-8
7. Задачи с использованием шифратора.
8. Ассоциативная память (регистры + компараторы).
Базовая теория
Задания студентов 2010 2009

Мой профиль

Бонусы за работу на лекции 17 февраля
Шифраторы
6 бонусов за решение задачи по теме лекции

Коновалова            5 = 5*6 = 30               
Пискунова             5 = 5*6 = 30              
Бакунцев              4 = 4*6 = 24              
Шакин, Окрут          4 = 4*6 = 24/2 = 12       
Корабицкая, Сулейко   4 = 4*6 = 24/2 = 12              
Разгуляев, Светличный 4 = 4*6 = 24/2 = 12              
Браим, Власевич       3 = 3*6 = 18/2 =  9              
Гришечкин, Мироненко  3 = 3*6 = 18/2 =  9              
Бышик, Еремич         3 = 3*6 = 18/2 =  9              
Суменков, Жевнов      3 = 3*6 = 18/2 =  9              
Богданович, Султанов  3 = 3*6 = 18/2 =  9

Мой профиль

Каскадирование мультиплексоров

1. УГО и определение мультиплексора
2. Логические функции 1/2/3-битного мультиплексора.
3. Функциональная схема 2-битного мультиплексора
4. 4-битный мультиплексор из 2-битных (каскадирование).
5. 16-битный мультиплексор из 4-битных (каскадирование).
6. Задачи с использованием мультиплексора.
7. Ассоциативная память (регистры + компараторы).
Мультиплексоры
Каскадирование
Задания студентов 2010 2009

Мой профиль

Бонусы за работу на лекции 24 февраля
Мультиплексоры

6 бонусов за решение задачи по теме лекции

Пискунова              6*6 = 36
Шакин, Окрут           6*6 = 36/2 = 18
Романенко              4*6 = 24
Сулейко                4*6 = 24
Коновалова             4*6 = 24
Гришечкин, Мироненко   4*6 = 24/2 = 12
Бакунцев, Лысенко      4*6 = 24/2 = 12
Разгуляев, Султанов    4*6 = 24/2 = 12
Богданович, Богданец   3*6 = 18/2 =  9
Браим, Власевич        3*6 = 18/2 =  9
Крейза, Суменков       3*6 = 18/2 =  9
Свиридов               2*6 = 12
Шматко      ***        1*6 =  6

+10 бонусов Свиридову - за попытку понять сложное решение задачи.

Мой профиль

Сложная задача (спроектировать Мультплексор 4->1 на дешифраторах)
http://dl.gsu.by/task.jsp?nid=1392361&cid=947

Решение:

Y=~a1~a0x0 v ~a1a0x1 v a1~a0x2 v a1a0x3

Проблема заключается в том, что нам запрещено ЯВНО использовать элементы И и ИЛИ (AND/OR).
Надо воспользоваться элементами AND/OR, которые являются частью ДЕШИФРАТОРОВ.

Вспомним логические функции дешифратора 2->4
y0=~x1~x0
y1=~x1x0
y2=x1~x0
y3=x1x0

Таким образом, отправляя адресные линии a1 и a0 на вход дешифратора 2->4
мы получаем сразу 4 полезных терма: ~a1~a0, ~a1a0, a1~a0, a1a0

теперь отошлём пары
x0, ~a1~a0
x1, ~a1a0,
x2, a1~a0,
x3, a1a0
На ещё 4 дешифратора и с самой нижней линии этого каждого из дешифраторов
мы как раз снимем их произведения:

~a1~a0x0
~a1a0x1
a1~a0x2
a1a0x3

Для получения ответа осталось построить их дизъюнкцию
Но дешифраторы строят только КОНЪЮНКЦИИ.
И тут нам на помощь приходит Закон де Моргана:

Отрицание конъюнкции равно ДИЗъЮНКЦИИ отрицаний:
~(abcd) = ~a v ~b v ~c v ~d

или так:
~(~a~b~c~d) = a v b v c v d

Другими словами
ДИЗЪЮНКЦИЯ = это отрицание конъюнкции отрицаний.

Таким образом, мы инвертируем выходы четырёх дешифраторов
и подадим их нижние выходы на вход дешифратора 4->16.
Затем снимем результат с y[15], также его инвертировав.

Решение

25.02.2015 12:12:49 25.02.2015 12:12:51 Долинский Михаил Проектирование аппаратно-программных вычислительных средств - 2015 3. MS4-1 (из DC) 10 Все тесты пройдены (основной + секретный) DC-MS.prd DelTA3 at NIT6

Мой профиль

Каскадирование сумматоров

1. УГО и алгоритм работы сумматора
2. Логические функции 1-разрядного сумматора.
3. Каскадирование сумматоров (2,4, 8, ... разрядов)
4. Вычитание с помощью сумматора
5. 4-битное умножение с помощью сумматоров и сдвигов
6. Каскадирование умножителей.
7. Задачи с использованием сумматоров и умножителей

Сумматоры
Каскадирование
Задания студентов 2010