Препроцессор, предназначенный для аппаратной реализации вычисления функции предварительной обработки данных

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 5
2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 6
3 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 7
3.1 Разработка функциональной схемы 7
3.2 Временные расчеты работы алгоритма 9
4 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 10
4.1 Регистры 10
4.2 Сумматор 10
4.3 Счётчик 12
4.4 Мультиплексор ………………………………………………………………….13
5 СИНТЕЗ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 17

Весь текст будет доступен после покупки

В курсовом проекте разрабатывается препроцессор, предназначенный для аппаратной реализации вычисления функции предварительной обработки данных.
Препроцессор связан с остальными устройствами ЭВМ или вычислительной системы в соответствии со схемой, изображённой на рисунке 1.


Рисунок 1 – Структура условной ВС
IC — канал ввода данных (input channel), CP — центральный процессор (central processor), RAM — оперативное запоминающее устройство (random access memory), AM — внешнее запоминающее устройство (auxiliary memory), OC — блок вывода данных (output channel), PPr — препроцессор (preprocessor)
Канал ввода (IC) и канал вывода (OC) данных работают одновременно и обеспечивают ввод данных и вывод результатов с одной и той же частотой fd. Через эти блоки осуществляется связь вычислительной системы с внешней средой.
Память системы состоит из трех устройств: RAM (ОЗУ), ROM (ПЗУ) и AM (ВЗУ). ОЗУ служит для размещения входных, промежуточных данных и результатов, программы обработки данных; ПЗУ — для хранения констант и некоторых программных модулей; ВЗУ — для расширения адресного пространства вычислительной системы.
Система работает в режиме реального времени, т.е. частота выдачи информации должна быть равна частоте поступления входных данных fd, а время запаздывания потоков результатов относительно потока входных данных должно быть минимальным. По этой причине задачи первичной обработки информации решаются с помощью препроцессора, главной характеристикой которого является быстродействие, а остальные характеристики (потребляемая мощность, конструктивные параметры и др.) определяются требованиями системы.
Препроцессор выполняет ограниченное число заданных функций параллельно во времени с работой центрального процессора, что обеспечивает повышение производительности вычислительной системы. Значения функции вычисляются при поступлении в препроцессор соответствующей команды путем выполнения препроцессором последовательности операций.

Весь текст будет доступен после покупки

Система функционирует в режиме реального времени, что означает, что скорость предоставления информации должна соответствовать скорости получения входных данных (fd), при этом задержка потока результатов должна быть минимальной. Чтобы обеспечить эту функцию, первичная обработка информации выполняется с помощью быстрого препроцессора, остальные параметры которого определяются требованиями системы (потребляемая мощность, конструктивные параметры и т. д.).

Препроцессор выполняет ограниченное число заданных функций параллельно с работой центрального процессора, что позволяет повысить производительность вычислительной системы. Регистры памяти используются для хранения обрабатываемых данных, операционные блоки (АЛУ, умножитель и др.) используются для выполнения арифметических и логических операций обработки, буферные ЗУ используются для согласования во времени скорости обработки со скоростью поступления входных данных и со скоростью выдачи результатов. Преобразование сигналов в нужный формат для центрального процессора выполняется в канале ввода, который содержит аналоговый усилитель и аналогово-цифровой преобразователь с заданными характеристиками частоты и разрядности времени преобразования.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Андронников И. STM32F4 это же просто и на русском языке (1 - 4 части) 2019.
2 Cortex M4 Microcontroller SAM4E16 SAM4E8 Datasheet [Электронныи ресурс] - URL http://www.atmel.com/Imagesf (дата обрашения 29.11.2022).
3 Cortex M7 Microcontroller Migrating SAM4E to SAM E70 Microcontrollers Application note [Электронныи ресурс] - URL: http://www.atmel.com (дата обрашения 29.11.2022).
4 ГОСТ 2.743-91 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровои техники.
5 ГОСТ 2.708-81 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем цифровои электрическои техники.
6 ГОСТ 2.755-87 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Устроиства коммутационные и соединения контактные.
7 Токарев В. Л. Микропроцессорные системы: методические указания по выполнению лабораторных работ и курсового проекта для студентов специальности 220100 дневного и вечернего обучения // Тула: ТГУ, 2018. – 48 с.

Весь текст будет доступен после покупки