Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Алгоритм функционирования

Алгоритмы функционирования разработанного сумматора и умножителя представлены на рисунках 7 (а) и рисунке 7 (б) соответственно.

Рисунок 7 (а) - Алгоритмы работы сумматора

Рисунок 7 (б) - Алгоритмы работы умножителя

модулярный сумматор умножитель Выбор ПЛИС семейства Cyclone III

По расчетам на разрабатываемый модулярный сумматор требуется не более 80000 логических элементов (ЛЭ), а на умножитель 75000. После изучения семейства Cyclone III было принято решение использовать ПЛИС Cyclone III EP3C80. Ниже представлены основные характеристики данной ПЛИС :

· количество ЛЭ - 81262;

· количество портов ввода/вывода - 296;

· количество умножителей 18х18 - 488;

· число блоков памяти - 305.

Степень использования контактов данной ПЛИС составляет 90% для сумматора и 95% для умножителя. Степень использования ЛЭ данной ПЛИС составляет 98% для сумматора и 92% для умножителя.

Так же, возможно поместить оба устройства на одну ПЛИС, но тем самым снизив отказоустойчивость. Данной ПЛИС может служить EP3C120 при условии сокращения числа логических элементов (например, выходных регистров).

· количество ЛЭ - 119088;

· количество портов ввода/вывода - 532;

· количество умножителей 18х18 - 576;

· число блоков памяти - 432.

Структурная схема устройства

Структурная схема разработанного устройства включает в себя устройство управления (УУ), Сумматор/умножитель. Функции сопряжения с USB и работой с узлом управления берут на себя устройства, входящие в состав ПЛИС фирмы Altera. Структурная схема данного устройства представлена на рисунке 9 (а).

Рисунок 9 (а) - Структурная схема разработанного устройства

Для увеличения производительности, ускорения передачи информации между ПК и устройством, предлагается использовать PCI-интерфейс. USB - порт оставить в составе устройства для его настройки и отладки. Схема данного устройства представлена на рисунке 9 (б).

Рисунок 8 (б) - Структурная схема разработанного устройства в перспективе

Заключение

В результате выполнения курсового проекта были разработаны модулярный сумматор и умножитель, удовлетворяющий техническому заданию. В ходе курсового проектирования были получены навыки работы в Altera Quartus II v10.1. Разработанный проект был успешно протестирован на контрольных примерах.

В случай продолжения разработки следует определить основные этапы усовершенствования:

· увеличение числа операций в СОК;

· использование более скоростного интерфейса взаимодействия вычислительного устройства с компьютером (например, PCI);

· введение переменного числа оснований с возможностью выбора их количества и значений программистом. Это позволит более эффективно использовать аппаратуру при решении конкретной задачи;

· работа с числами с ПЗ.

Приложение А (Обязательное)

Структурная схема устройства

Приложение Б

(Обязательное)

Функциональная схема модулярного сумматора

Приложение В (Обязательное)

Алгоритм функционирования модулярного сумматора

Приложение Г

(Обязательное)

Функциональная схема модулярного умножителя

Приложение Д(Обязательное)

Алгоритм функционирования модулярного умножителя

Приложение Е (Обязательное) Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме:

Устройство управления шаговым двигателем На сегодняшнем этапе развития информационных технологий, все шире внедряются в производство с системой автоматизированного управления. На ряду с такими важными элементами, как первичные ...

Интегрированные информационные технологии Использование принципа интеграции в компьютерных системах относится к различным аспектам организации технологий: интеграция информации в базах и банках данных; интеграция программ в еди ...

Цифровые измерительные приборы Одно из преимуществ цифровых схем по сравнению с аналоговыми заключается в том, что у первых сигналы могут быть переданы без искажений. Например, непрерывный звуковой сигнал, передающийс ...