Чисел с плавающей запятой

Далее значение счетчика Сч1 увеличивается на 1 и передается регистру РгD. Это делается для того, чтобы при сравнении значений входных регистров СОЛО, содержащих порядки операндов, выяснить, приняли ли данные порядки одинаковые значения или требуются дальнейшие сдвиги мантиссы. После этого происходит уменьшение предельного числа сдвигов на 1 путем вычитания из счетчика циклов СчЦ единицы.

Пусть схема СОЛО выработала признак РгС < РгD, тогда наименьший порядок в начале выравнивания порядков имел первый операнд, т. е. значение регистра РгС было меньше значения регистра РгD, то выполняются аналогичные операции, описанные выше; но при этом сдвигаемый порядок операнда будет находиться не в регистре Рг2, а в регистре Рг1, а сдвинутый порядок через регистр Рг1 будет передаваться в регистр РгC. В остальном операции выравнивания порядков идентичны.

После каждого выполнения сдвига в обоих случаях необходима проверка счетчика циклов СчЦ. Если число, содержащееся в счетчике, больше нуля, то можно производить следующий сдвиг. Однако, если значение счетчика СчЦ равно нулю, то в качестве результата сложения или вычитания принимается операнд, содержащий больший порядок, т. е. в данном случае значение одного слагаемого значительно превышает значение другого слагаемого.

В случае, когда порядки операндов стали равны и счетчик циклов при этом отличен от нуля, производится обнуление порядков в регистрах Рг1 и Рг2, так как порядок результата хранится в счетчике Сч1.

После выравнивания порядков модули мантисс хранятся в Рг1 и Рг2 в разрядах с 8-го по 31-й, их знаки – в ТгЗн1 и ТгЗн2, а порядок результата содержится в счетчике Сч1.

Сложение мантисс

Данная процедура выполняется в блоках 19 – 32. Сначала анализируются знаки мантисс, и при равенстве знаков модули мантисс складываются.

Если при сложении мантисс возникло переполнение, т. е. в седьмом разряде сумматора вместо 0 формируется значение 1, то мантисса суммы сдвигается на один разряд вправо, а порядок увеличивается на 1 (Сч1: = Сч1+1). Если после этого значение нулевого разряда счетчика Сч1 не равно 0 (возникло переполнение порядка), то регистр сумматора обнуляется и вызывается прерывание из-за переполнения порядка.

При суммировании мантисс с различными знаками сначала определяется операнд, содержащий отрицательную мантиссу. Затем мантисса данного операнда складывается с положительной мантиссой второго операнда в дополнительном коде, для чего она передается на входной регистр сумматора в обратном коде и производится ее суммирование с прямым кодом положительной мантиссы второго операнда. Затем происходит подсуммирование единицы для преобразования обратного кода мантиссы в дополнительный код. Если в результате операции сложения седьмой разряд регистра сумматора (РгСм[7]) равен 1, то результат положителен, и в триггер знака ТгЗн1 заносится 0,

а единица в РгСм[7] не учитывается; в противном случае результат отрицателен, и в триггер знака ТгЗн1 заносится 1, а результат переводится из дополнительного кода в прямой.

Если результат нормализованный (См[8]¹0), то производится переход на блок 25, где в регистр сумматора РгСм, содержащий модуль мантиссы, заносится знак результата (по значению триггера знака ТгЗн1) и порядок – значение Сч1. В результате данной операции в регистре сумматора находится результат (операнд Z), который затем передается на ШИВых.

Если результат оказался ненормализованным, то происходит проверка на равенство мантиссы нулю. Если мантисса равна нулю, то регистр сумматора обнуляется и вызывается прерывание из-за потери значимости. Если нет исчезновения значимости и Сч1 = 0, то регистр сумматора обнуляется и вызывается прерывание из-за исчезновения порядка. Если нет прерываний, то производится нормализация результата.

Нормализация результата производится в блоках 33 – 38. Для этого мантисса результата сдвигается на один разряд влево, а значение Сч1 уменьшается на 1.

Если после этого результат оказывается ненормализованным, то вышеописанные шаги повторяются.

В операциях с плавающей запятой, в отличие от операций с фиксированной запятой, сложение и вычитание выполняются приближенно, так как при выравнивании порядков происходит потеря младших разрядов одного из слагаемых. В этом случае погрешность всегда отрицательна и может достигать единицы младшего разряда. Чтобы уменьшить погрешность, применяют округление результата. Для этого может быть использован дополнительный разряд сумматора, в который после выполнения суммирования добавляется 1.

Нарисуем Граф автомата Мили

Запишем составляющие К1, К2, К3, К4, К5

К1=

К2=

К3=

К4=

К5=

Входные сигналы К1, К2, К3, К4, К5, X8,

По размеченному алгоритму построим таблицу переходов-выходов автомата Мили.

Таблица 3.2 – Таблица переходов-выходов автомата Мили

Z0
Z1
Z2
Z3
Z4
Z5
Z6
Z7

Рисунок 4.3.2- Структура АЛУ для операций сложения и вычитания

В состав АЛУ входят n -разрядный параллельный комбинационный сумматор См, регистр сумматора РгСМ, входные регистры сумматора РгA и РгB, входной регистр АЛУ Рг1.

Операнды читаются из оперативной памяти и поступают в АЛУ по входной ШД (в дальнейшем- ШВХ). Для рассматриваемой структуры АЛУ положительные числа должны быть представлены прямым кодом, а отрицательные - дополнительным. Первый операнд размещается в РгB (первое слагаемое или уменьшаемое), а второй в РгА (второе слагаемое или вычитаемое); Рг1 связан с РгA цепями прямой и инверсной передачи кода. Прямая передача используется при операции сложения, а инверсная - при операции вычитания. Результат операции выдается из АЛУ в оперативную память по выходной ШД (в дальнейшем- ШВЫХ).

Вывод

В данном курсовом проекте была разработана система управления арифметико-логическим устройством с элементами памяти ПЗУ, выполняющее операцию сложения и вычитания в прямом двоичном коде. В процессе работы был составлен алгоритм работы устройства, абстрактный автомат Мили, таблицы прошивки ПЗУ и по ним построена система управления. В завершении работы были построены функциональная и электрическая принципиальная схемы устройства на форматах А3 и А1 соответственно. Также составлены таблицы: переходов, выходов автомата, кодирования сигналов автомата, структурную таблицу переходов, выходов и функций возбуждения.

Осуществлена реализация схемы управляющего автомата на микросхемах ТТЛ серии К555 обладающих высоким быстродействием и малым потреблением.

В ходе выполнения задания по курсовому проектированию закреплены теоретические знания по дисциплине: «цифровые автоматы».