Процессор для ограниченного набора команд \часть 1 (7)

Процессор для ограниченного набора команд \часть 1 (7)

4. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

РОН и ИАЛУ

4.1 Выбор и обоснование элементной базы

Выбор элементной базы производится исходя из задания на разработку, то есть исходя из основного назначения и критерия на проектирование.

Для конкретного выбора элементной базы необходимо рассмотреть несколько различных серий. Наиболее широкое распространение в современной аппаратуре получили серии микросхем ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ и схемы на КМОП-структурах. Опыт показал, что эти цифровые микросхемы отличаются лучшими электрическими параметрами, удобны в применении, имеют более высокий уровень интеграции и обладают большим функциональным разнообразием. На основании вышесказанного составим сравнительную таблицу некоторых электрических параметров этих серий.

Таблица 4.1

Наименование параметра

ТТЛ

ТТЛШ

ЭСЛ

КМОП

Потребляемая мощность, мВт

5-40

1-19

25-70

0,0025 на

1 МГц

Задержка распространения сигнала при включении, нс

9-70

5-20

1,3-2,9

3,5-45

Задержка распространения сигнала при выключении, нс

9-70

4,5-20

1,3-2,9

3,5-45

Диапазон рабочих температур, °С

-60...

+125

-60...

+125

-10...

+75

-40...

+125

Напряжение питания, В

5±10%

5±10%

-5,2±5%

10±10%

Выходное напряжение низкого уровня, В

0,4

0,4-0,5

-0,81...

-1,02

0,3-2,9

Выходное напряжение высокого уровня, В

2,4

2,5

-1,62...

-1,85

7,2-8,2

Нагрузочная способность

10

10-30

10

50

Частота переключения триггеров, МГц

До35

до130

до300

До125

Помехоустойчивость, В

0,4

0,3-0,4

0,12-0,15

1,5

Работа переключения (Р*t), nДж

30-100

4-57

30-50

0,008-0,1

Входной ток низкого уровня, мА

-0,1...-2

-0,1...-2

0,25-3

-5*10^-5

Входной ток высокого уровня, мА

0,02-0,04

0,02-0,05

0,5мкА

0,05мкА

Проанализировав таблицу и сопоставив данные заданием , можно сказать, что для курсового проекта отдадим предпочтение более быстродействующим сериям ТТЛШ и ЭСЛ, КМОП. Недостатком ЭСЛ является их повышенная потребляемая мощность. Отметим также, что цифровые микросхемы ТТЛШ остаются основой построения вычислительных устройств, а также эта серия отличается наибольшим диапазоном выбора микросхем. Широкое применение получили микросхемы, в которых используются диоды и транзисторы с эффектом Шотки. Использование диодов Шотки позволило уменьшить потребляемую мощность и время задержек. К достоинствам ТТЛ микросхем можно отнести высокий уровень схемно-технологической отработанности, и, как следствие, высокий процент выхода годных микросхем. Также микросхем ТТЛШ отличает широкий функциональный набор элементов.

Рассмотрим сравнительные характеристики для микросхем типа ТТЛШ для более детального их изучения.

Таблица 4.2

Наименование параметров

533, 555

530, 531

1533

1531

Входной ток низкого уровня, мА

-0,4

2

-0,2

-0,6

Входной ток высокого уровня, мА

0,02

0,05

0,02

0,02

Выходное напряжение низкого уровня, В

0,4

0,5

0,4

0,5

Выходное напряжение высокого уровня, В

2,5

2,5

2,5

2,5

Выходной ток низкого уровня, мА

4

20

4

20

Выходной ток высокого уровня, мА

-0,4

-1

-0,4

-1

Нагрузочная способность

10

10

10

30

Задержка распространения сигнала при включении, нс

20

5

4

2,7

Задержка распространения сигнала при выключении, нс

20

4,5

4

2,7

Помехоустойчивость, В

0,3

0,3

0,4

0,3

Частота переключения триггеров, МГц

25

75

30

100

Uпит max, B

5,5

6

6

6

Uвх max, B

5,5

5,5

5,5

5,5

Uвх min, B

-0,4

-0,4

-0,4

-0,4

Напряжение питания, В

5±10%

5±10%

5±10%

5±10%

Потребляемая мощность, мВт

3,8

19

1

4

Температура, °С

-60…+125 (1533,530,М530,1531)

-10…+70 (К555,КП531,КР1533,КР1531)

Анализируя таблицу ТТЛШ серий, скажем, что для проектирования узлов взяты наиболее быстродействующие микросхемы КР531 и 1531, а также маломощные, серии 533 и 1533.

4.2 Используемые цифровые микросхемы и их параметры

4.2.1 1533ИР34 - два четырехразрядных буферных регистра с третьем Z - состоянием. Каждый из регистров имеет четыре входа и четыре выхода, вход сброса R и выход разрешения вывода ЕО. Когда на вход разрешения записи РЕ подано напряжение высокого уровня, то данные со входов D проходят на выход Q, если на выводе действует низкий уровень напряжения, а на входе - высокий.

Таблица состояний

Входы

Выход

РЕ

D

Q

1

х

х

x

Z

0

0

х

х

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

0

x

Q₀

24 - питание

12 - общий

Технические параметры:

Р_пот =150мВт

t^1.0зд.р. не более 22 нс

t^0.1зд.р. не более 15 нс

4.2.2 КР531ИД14 - два дешифратора-демультиплексора. Имеется два адресных входа А0 и А1. Если дешифратор работает в режиме демультиплексора, то вход разрешения ЕО принимает данные.

Таблица состояний

Входы

Выходы

А0

А1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

1

1

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

Р_пот =450мВт

t^1.0зд.р. не более 12 нс

t^0.1зд.р. не более 15 нс

4.2.3 533ИМ6 - четырехразрядный полный двоичный сумматор с ускоренным переносом. Сумматор принимает два четырехразрядных слова по входам А0…А3 и В0…В3, а по входу С_n сигнал входного переноса. Сумма разрядов входных слов появляется на выходах S0…S1. На выходе С_n+1 выделяется сигнал выходного переноса. В состав сумматора входит схема ускоренного переноса.

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

Р_пот =170мВт

t^1.0зд.р. не более 24 нс

t^0.1зд.р. не более 24 нс

4.2.4 КР531КП11 - четыре одинаковых двухвходовых мультиплексора MS_a…MS_d, имеют вход - разрешение выходным данным. Каждый из четырех мультиплексоров имеет по два входа данных I1 и I2. Для их выбора служит вход адреса данных.

Таблица состояний

Входы

Выход

S

I1

I2

Y

1

x

x

x

Z

0

0

0

x

0

0

0

1

х

1

0

1

x

0

0

0

1

x

1

1

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

t^1.0зд.р. не более 22 нс

t^0.1зд.р. не более 15 нс

4.2.5 КР531КП2 - двойной четырехвходовый мультиплексор, имеющий общие адресные входы выбора S0 и S1. Имеются два входа разрешения и для каждого мультиплексора с активным низким уровнем напряжения.

Таблица состояний

Входы

Выход

S0

S1

I1

I2

I3

I4

Y

х

х

1

х

х

х

х

0

0

0

0

0

х

х

х

0

0

0

0

0

х

х

х

1

1

0

0

х

0

х

х

0

1

0

0

х

1

х

х

1

0

1

0

х

х

0

х

0

0

1

0

х

х

1

х

1

1

1

0

х

х

х

0

0

1

1

0

х

х

х

1

1

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

Р_пот =350мВт

t^1.0зд.р. не более 30 нс

t^0.1зд.р. не более 31 нс

4.2.6 1533ИЕ7 - четырехразрядный реверсивный счетчик с предварительной записью. Установка счетчика в нулевое состояние осуществляется подачей на вход сброса R высокого уровня напряжения. Вход разрешения параллельной загрузки . Тактовые входы: для счета на увеличение C_U и на уменьшение C_D.

Таблица состояний

Режим

Входы

Выходы

R

C_U

C_D

D0

D1

D3

D4

Q1

Q2

Q3

Q4

Сброс

1

х

х

0

х

х

х

х

0

0

0

0

1

0

1

х

х

1

х

х

х

х

0

0

0

0

1

1

Парал.

загрузка

0

0

х

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

х

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

х

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

1

х

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Счет на

увелич.

0

1

­

1

х

х

х

х

Счет на увеличение

1

1

Счет на

уменьш.

0

1

1

­

х

х

х

х

Счет на уменьшение

1

1

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

Р_пот =120мВт

t^1.0зд.р. не более 42 нс

t^0.1зд.р. не более 38 нс

4.2.7 КР531ИД7 - двоично-десятичный дешифратор-демультиплексор, преобразующий трехразрядный код А0…А7 в напряжение низкого уровня, появляющееся на одном из восьми выходов …. Дешифрация происходит тогда, когда на входах и действует напряжение низкого уровня, а на входе Е3 - высокого.

Таблица состояний

Входы

Выходы

Е3

А0

А1

А2

0

х

х

х

х

х

1

1

1

1

1

1

1

1

х

1

х

х

х

х

1

1

1

1

1

1

1

1

х

х

0

х

х

х

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

Р_пот =370мВт

t^1.0зд.р. не более 12,5 нс

t^0.1зд.р. не более 9 нс

4.2.8 К531КП7П - восьмиканальный мультиплексор. Имеет вход разрешения - активный уровень низкий, и три адресных входа, их активный уровень высокий.

Таблица состояний

Входы

Выходы

Выбор

Y

S2

S1

S0

x

x

x

1

0

1

0

0

0

0

I1

0

0

1

0

I2

0

1

0

0

I3

0

1

1

0

I4

1

0

0

0

I5

1

0

1

0

I6

1

1

0

0

I7

1

1

1

0

I8

16 - питание

8 - общий

Технические параметры:

Р_пот =350мВт

t^1.0зд.р. не более 18 нс

t^0.1зд.р. не более 18 нс

4.2.9 К531ТМ2П - два независимых D-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеется один информационный вход D, вход синхронизации С и два дополнительных инверсных входа S и R независимой асинхронной установки триггера в единичное и нулевое состояние.

Таблица состояний

Режим работы

Входы

Выходы

D

C

Q

Асинхронная установка

0

1

х

х

1

0

Асинхронный сброс

1

0

х

х

0

1

Неопределенность

0

0

х

х

1

1

Загрузка 1 (установка)

1

1

1

­

1

0

Загрузка 0 (сброс)

1

1

0

­

0

1

14 - питание

7 - общий

Технические параметры:

Р_пот =250мВт

t^1.0зд.р. не более 12 нс (С) 6 нс (R,S)

t^0.1зд.р. не более 13.5 нс (С) 8 нс (R,S)

4.2.10 КР1531ЛИ3 - три микросхемы И, каждая на три входа.

14 - питание

7 - общий

Технические параметры:

Р_пот =13мВт

t^1.0зд.р. не более 5 нс

t^0.1зд.р. не более 5.5 нс

4.2.11 КР1531ЛН1 - шесть инверторов.

14 - питание

7 - общий

Технические параметры:

Р_пот =7,5мВт

t^1.0зд.р. не более 3,5 нс

t^0.1зд.р. не более 3,8 нс

4.3 Техническое описание принципиальной электрической схемы РОН

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципе работы РОН. Принципиальная схема построена на основе функциональной электрической схемы.

Микросхемы DD11-DD14, DD21-DD24, DD32-DD35, DD42-DD45, DD58-DD60, DD68-DD71, DD86-DD89, DD95-DD98 представляют собой регистры 1533ИР34 по два в корпусе. На их основе построены 8 32-х разрядных регистров общего назначения. Каждая из микросхем имеет вход обнуления, вход разрешения записи и вход разрешения выдачи на который всегда подан управляющий низкий уровень.

Микросхема DD1 представляет собой дешифратор КР531ИД7 с помощью которого выбирается один из РОН, а так как он имеет инверсные выходы, то к нему подключены инверторы - микросхемы DD2 и DD3, по шесть инверторов в одном корпусе (причем в DD3 используются только два).

С помощью микросхем DD25 и DD78 происходит управление записью в РОН. Эти микросхемы являются логическими элементами И на три входа по три в корпусе, причем в DD78 используются только два.

Записывается информация в РОН только по ШД₀.

Вывод информации на шины ШД₀ и ШД₁ осуществляется с помощью мультиплексоров К531КП7. На ШД₀ данные выводятся с помощью микросхем DD5-DD7, DD15-DD17, DD26-DD28, DD36-DD38, DD46-DD48, DD52-DD54, DD62-DD64, DD72-DD74, DD79-DD81, DD90-DD92, DD99-DD100. На ШД₁ данные выводятся с помощью микросхем DD8-DD10, DD18-DD20, DD29-DD31, DD39-DD41, DD49-DD51, DD55-DD57, DD65-DD67, DD75-DD77, DD82-DD85, DD93-DD94, DD101-DD102. Инверсный выход данных микросхем не используется.

Схема питается напряжением 5В, которое подается на 14 выводы микросхем DD2-DD4, DD25, DD78, на 16 вывод микросхем DD1, DD5-DD10, DD15-DD20, DD26-DD31, DD36-DD41, DD46-DD57, DD62-DD67, DD72-DD77, DD79-DD85, DD90-DD94, DD99-DD102 и на 24 вывод микросхем DD11-DD14, DD21-DD24, DD32-DD35, DD42-DD45, DD58-DD61, DD68-DD71, DD86-DD89, DD95-DD98. Общий провод для микросхем DD2-DD4, DD25, DD78 является7, 8 вывод микросхем DD1, DD5-DD10, DD15-DD20, DD26-DD31, DD36-DD41, DD46-DD57, DD62-DD67, DD72-DD77, DD79-DD85, DD90-DD94, DD99-DD102 и 12 вывод микросхем DD11-DD14, DD21-DD24, DD32-DD35, DD42-DD45, DD58-DD61, DD68-DD71, DD86-DD89, DD95-DD98.

Первоначально все регистры устанавливаются в нулевое состояние. Данные выставленные на ШД₀ для записи в регистры ждут появления не только прихода синхроимпульса, но и прихода сигнала РЕ, а также прихода сигнала от дешифратора выбора определенного регистра. Для вывода данных на ШД₀ мультиплексоры, работающие с этой шиной ждут управления адресными входами, для выбора определенного регистра, а также управляющего сигнала на вход , разрешающего вывод информации на шину данных. Аналогичным образом происходит выдача на ШД₁.

На принципиальной схеме присутствуют конденсаторы, предназначенные для подавления помех по цепи питания.

Эффективным средством защиты интегральных схем от помех по цепи питания является включение конденсаторов развязки между шинами питания и общей. Обычно конденсаторы развязки устанавливаются отдельно для блокирования низкочастотных и высокочастотных помех.

Низкочастотные помехи, проникающие в систему по цепи питания, должны блокироваться с помощью электролитического конденсатора C1-С10 емкостью 1мкФ. Взят конденсатор К50-6-1±20%.

Для исключения высокочастотных помех развязывающие емкости взяты номиналом 0,015мкФ на одну микросхему. Следовательно для нашего случая взяты десять емкостей С11 - С20. Взят конденсатор КМ-5-Н90-0,015±20%.

Для данной схемы приведен перечень элементов.

4.4 Техническое описание принципиальной электрической схемы ИАЛУ

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними и дает детальное представление о принципе работы ИАЛУ. Принципиальная схема построена на основе функциональной электрической схемы.

Микросхемы DD1-DD6, представляют собой регистры 1533ИР34 по два в корпусе. На их основе построены 2 24-х разрядных регистров ИАЛУ для приема и хранения модификаторов для вычисления исполнительного адреса. Каждая из микросхем имеет вход обнуления, вход разрешения записи и вход разрешения выдачи на который всегда подан управляющий низкий уровень.

Микросхемы DD1-DD32, DD38-DD40 представляет собой сумматоры 533ИМ6 для суммирования модификаторов исполнительного адреса. Перенос входящий в младший разряд всегда равен нулю. Для вылавливания переполнения на выходе сумматора, то есть перенос выходящий из старшего разряда записывается в триггер флагов DD44.1, который в свою очередь вырабатывает соответствующий осведомительный сигнал. Триггер построен на основе микросхемы К531ТМ2П (два триггера в корпусе). Второй триггер используется для вылавливания переполнения счетчика.

Счетчики 1533ИЕ7 DD53-DD55,DD60-DD62 выполняют роль регистра и счетчика при необходимости. Вычисленный адрес передается на ША (на секцию разъема Х1.4) или обратно возвращается на сумматор через дешифратор-демультиплексор КР531ИД14 ( два дешифратора в одном корпусе) DD45-DD52, DD56-DD59. Для выбора направления передачи используется вход А₀, А₁ незадействованный вход, всегда подключен к нулевому потенциалу. Информация подается на входы.

Мультиплексоры DD7-DD9, DD13-DD15, DD20-DD22, DD26-DD28 построенные на микросхемах КР531КП2 (два мультиплексора в одном корпусе, имеющие общие адресные входы, входы разрешения выдачи данных всегда активны - низким потенциалом ) пропускают на сумматор (вход А) содержимое регистра DD-DD2, DD5 или значение пришедшее со счетчика или данные пришедшие из вне ИАЛУ (с разъема Х1.9)

Мультиплексоры DD10-DD12, DD16-DD18 построены на микросхемах КР531КР11 пропускают на сумматор (вход В) значения регистра DD3-DD4, DD6 или данные пришедшие из вне (с разъема Х1.9), управляются адресным входом S, вход разрешения выдачи всегда активен.

Мультиплексоры DD23-DD25, DD29-DD31, DD35-DD37, DD41-DD43 построенные на микросхемах КР531КП2 (два мультиплексора в одном корпусе, имеющие общие адресные входы, входы разрешения выдачи данных всегда активны - низким потенциалом ) пропускают на счетчик данные из сумматора или из вне ИАЛУ (с разъема Х1.9) или так же из вне ИАЛУ (из секции разъема Х1.2).

Схема питается напряжением 5В, которое подается на 14 вывод микросхемы DD44, на 16 вывод микросхем DD7-DD43, DD45-DD62, и на 24 вывод микросхем DD1-DD6. Общий провод для микросхемы DD44 является7, 8 вывод микросхем DD7-DD43, DD45-DD62 и 12 вывод микросхем DD1-DD6.

Первоначально все регистры устанавливаются в нулевое состояние, затем сумматор складывает значения пришедшие из соответствующих мультиплексоров и передает на счетчик через соответствующий мультиплексор, затем идет возврат на сумматор для дальнейшего вычисления или выдача на ША.

На принципиальной схеме присутствуют конденсаторы, предназначенные для подавления помех по цепи питания.

Эффективным средством защиты интегральных схем от помех по цепи питания является включение конденсаторов развязки между шинами питания и общей. Обычно конденсаторы развязки устанавливаются отдельно для блокирования низкочастотных и высокочастотных помех.

Низкочастотные помехи, проникающие в систему по цепи питания, должны блокироваться с помощью электролитического конденсатора C1-С6 емкостью 1мкФ. Взят конденсатор К50-6-1±20%.

Для исключения высокочастотных помех развязывающие емкости взяты номиналом 0,015мкФ на одну микросхему. Следовательно для нашего случая взяты десять емкостей С7 - С12. Взят конденсатор КМ-5-Н90-0,015±20%.

Неиспользуемые информационные входы подключены к "+" источника питания через резистор, сопротивлением 1 кОм, один такой резистор обеспечивает подключение 20 входов. Для данной схемы используются подключение трех резисторов МЛТ -1к ±10%.

Для данной схемы приведен перечень элементов.

5. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

5.1 Проверочный нагрузочный расчет для блока

5.1.1.Проверочный нагрузочный расчет для РОН

Допустимый

выходной ток

ИС

нагрузки

Реальный ток нагрузки

I⁰_вх,мА

I¹_вх,мА

1533ИР34

I⁰_вых,мА =4

I¹_вых,мА=0,4

К531КП7П

-2

1*0,05

1*0,05

Суммарный ток нагрузки

-2

0,1

КР531ИД7

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

КР1531ЛН1

-0,6

1*0,02

1531ЛН1

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

КР1531ЛИ3

-0,6

1*0,02

1531ЛИ3

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

1533ИР34

-0,2

1*0,02

5.2.2 Проверочный нагрузочный расчет для ИАЛУ

Допустимый

выходной ток

ИС

нагрузки

Реальный ток нагрузки

I⁰_вх,мА

I¹_вх,мА

1533ИР34

I⁰_вых,мА =4

I¹_вых,мА=0,4

КР531КП11

-2

1*0,05

1533ИР34

I⁰_вых,мА =4

I¹_вых,мА=0,4

КР531КП2

-2

1*0,05

КР531КП11

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

533ИМ6

-0,6

1*0,02

КР531КП11

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

1533ИЕ7

-0,2

1*0,02

КР531КП2

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

533ИМ6

-0,4

1*0,02

533ИМ6

I⁰_вых,мА =4

I¹_вых,мА=0,4

КР531КП11

К531ТМ2П

-2

1*0,05

1*0,05

Суммарный ток нагрузки

-2

0,1

1533ИЕ7

I⁰_вых,мА =4

I¹_вых,мА=0,4

КР531ИД14

К531ТМ2П

-2

1*0,05

1*0,05

Суммарный ток нагрузки

-2

0,1

КР531ИД14

I⁰_вых,мА =20

I¹_вых,мА=1

КР531КП11

-2

1*0,05

5.3 Расчет потребляемой мощности блока

5.3.1 Расчет потребляемой мощности РОН

Р_пот=S Р_{пот i}

64 К531КП7

* 350 мВт

=22400

32 1533ИР34

*150 мВт

=4800

1 КР531ИД7

*370 мВт

=370

3 КР1531 ЛИ3

*13 мВт

=39

*7,5 мВт

=15

Р_пот

27624 мВт = 27,624 Вт

5.3.2 Расчет потребляемой мощности ИАЛУ

Р_пот=S Р_{пот i}

6 533ИМК6

*170 мВт

=1020

6 1533ИР34

*150 мВт

=900

6 1533ИЕ7

*120 мВт

=720

24 КР531 КП2

*350 мВт

=8400

6 КР531 КП11

*400 мВт

=2400

12 КР531ИД14

*450 мВт

=5400

1 К531ТМ2П

*200 мВт

=250

Р_пот

19090 мВт = 19,09 Вт

5.4 Расчет надежности для блока

5.4.1 Расчет надежности для РОН

Р = е^-lt

l = Sl_i*n_i , час^-1

Т = 1/l_общ , час

t = 1500 час

lис = 0,1*10^-6 час^-1 n_ис = 102

lконд = 0,02*10^-6 час^-1 n_конд = 20

lпайки = 0,0001*10^-6 час^-1 n_пайки = 1712

lразъем = 2,5*10^-6 час^-1 n_разъем = 77

lобщ = 203,2712*10^-6 час^-1

Т = 4919,53 час

Р = 0,74

5.4.1 Расчет надежности для ИАЛУ

Р = е^-lt

l = Sl_i*n_i , час^-1

Т = 1/l_общ , час

t = 1500 час

lис = 0,1*10^-6 час^-1 n_ис = 61

lконд = 0,02*10^-6 час^-1 n_конд = 12

lпайки = 0,0001*10^-6 час^-1 n_пайки = 1109

lразъем = 2,5*10^-6 час^-1 n_разъем = 135

lрезист = 0,05*10^-6 час^-1 n_резист = 3

lобщ = 344,1*10^-6 час^-1

Т = 2906,14 час

Р = 0,6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был разработан процессор для ограниченного набора команд.

Исходя из критерия проектирования, то есть максимального быстродействия блоки процессора построены на основе ТТЛШ технологии, на перспективных быстродействующих сериях, эти серии имеют довольно большой функциональный набор элементов.

Были разработаны и описаны следующие электрические схемы:

1. Структурная - которая служит для общего ознакомления с проектируемым узлом, определяет назначение и взаимосвязи центральной части ЭВМ.

2. Функциональная - определяет основной состав и функциональные части, участвующие в процессе, иллюстрируемой схемы, и связи между этими частями. Представленная схема дала понятие о составе функционального набора элементов.

3. Принципиальная - указывает все необходимые элементы для построения блоков РОН и ИАЛУ, связи между элементами и элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

В расчетной части курсового проекта был произведен нагрузочный расчет для блоков, который показал, что все ИС ТТЛШ совместимы друг с другом, то есть подтверждена правильность выбора серии на проектируемый узел. Так же были произведены расчеты потребляемой мощности и надежности блоков.

Еще раз отметим, что разработанный процессор полностью удовлетворяет техническому заданию на курсовой проект.

ЛИТЕРАТУРА

1.   Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. -М.: Радио и связь, 1990.-304 с.: ил.

2.   Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко и др. - М.: Радио и связь, 1994. - 240 с.: ил.

3.   Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник/ Р.В. Данилов, С.А. Ельцова, Ю.П. Иванов и др.; Под ред. Б.Н. Файзулаева, Б.В. Тарабрина. - М.: Радио и связь, 1986.- 387с.: ил.

4.   Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1991.- 592 с.: ил.

5.   Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учеб. для втузов по спец. "ЭВМ" и "Конструирование и производство ЭВА". -М.: Высш.шк., 1986. 512с.: ил.

6.   Цифровые интегральные микросхемы: Справочник/ М.И.Богданович, И.Н. Грель, В.А.Прохоренко, В.В. Шалимо - Минск "Беларусь", 1991.

7.   Савельев А.Я. Арифметические и логические основы цифровых автоматов: Учебник.- М.: Высш. школа, 1980.-255с., ил.

8.   Иыуду К.А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем: Учеб. пособие для вузов по спец. "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети". - М.: Высш. шк., 1989.- 216с.: ил.

П Р И Л О Ж Е Н И Е